交流輸電線路絕緣子串片數(shù)選擇

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1、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)高電壓專業(yè)委員會(huì)2004年學(xué)術(shù)會(huì)議論文交流輸電線路絕緣子串片數(shù)的選擇吳光亞，蔡煒，張銳武漢高壓研究所（武漢430074）摘要：討論了高壓交流掐電線路絕緣于串片數(shù)選擇的原則。提出了由爬電比距確定絕緣子串片數(shù)時(shí)．一定要考慮爬申距離有效系數(shù)，或由污耐壓來確定絕緣子串片數(shù)。關(guān)鍵詞：輸電線路絕緣子串污穢片數(shù)交流1引言在輸電電壓不斷提高，過電壓水平不斷下降及過電壓保護(hù)設(shè)備日趨完善的今天，工頻電壓下絕緣性能是確定絕緣水平的控制因素。輸電線路絕緣設(shè)計(jì)應(yīng)考慮因風(fēng)暴引起極端風(fēng)偏角及在污穢物和高濕度條件下相互作用的情況。在工業(yè)區(qū)或沿誨、農(nóng)村，線路的外

2、絕緣會(huì)因種類不同的污染降低，解決辦法是增加絕緣子串片數(shù)或選擇防污特性優(yōu)良的絕緣子。不同國(guó)家在確定絕緣子串片數(shù)時(shí)所采用的方法不完全相同，需要分析絕緣子污穢設(shè)計(jì)存在的問題。2確定絕緣子串片數(shù)不同方法2.1國(guó)際電工委員會(huì)IEC報(bào)告IEC出版物60815推薦采用爬電比距進(jìn)行污穢絕緣設(shè)計(jì)。該報(bào)告對(duì)交流系統(tǒng)用長(zhǎng)棒型和牽引線路絕緣子、盤形懸式絕緣子、針式支柱和剛式支柱絕緣子、線路柱式絕緣子、空心絕緣子和套管等的污穢水平和爬電比距之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定，如表1示。表1中括號(hào)內(nèi)為較小值、較大值分別采用系數(shù)1.1和1.15來換算。表1污穢水平和爬電比距之間的關(guān)系污穢水

3、平最小公稱爬電比距（爬電距離/最高線電壓）（cm/kV）Ⅰ—輕1.6(1.76～1.84)Ⅱ—中等2.0(2.2～2.3)Ⅲ—重2.5(2.75～2.88)Ⅳ—很重3.1(3.41～3.57)2.2前蘇聯(lián)對(duì)污穢絕緣設(shè)計(jì)考慮人工污穢耐受電壓值及爬電比距有效系數(shù)。在不同污穢等級(jí)下的110～500kV交流輸電線路，規(guī)定其50%人工污穢耐受電壓值U50不應(yīng)低于表2中所給定值，其最低有效爬電距離應(yīng)滿足表3的要求。確定絕緣子串片數(shù)的方法是通過長(zhǎng)串試驗(yàn)求取50%人工污穢耐受電壓?jiǎn)纹鬯阒担瑯?biāo)準(zhǔn)偏差σ取8%，污耐受電壓U耐應(yīng)進(jìn)行系數(shù)（1-4σ）來校正，即U耐=

4、（1-4σ）U50，污穢設(shè)計(jì)目標(biāo)電壓值確定為最高運(yùn)行相電壓UФmax，絕緣子片數(shù)N即UФmax與U耐之比。655中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)高電壓專業(yè)委員會(huì)2004年學(xué)術(shù)會(huì)議論文表2額定電壓與50%人工污穢耐受電壓之間的關(guān)系額定電壓50%人工污穢耐受電壓值110110150150220220330315500410表3額定電壓下最低有效爬電比距在額定線電壓下最小爬電比距（cm/kV）污穢110～330～電導(dǎo)等級(jí)500kV750kV（μs）Ⅰ1.41.43Ⅱ1.61.55Ⅲ1.91.87Ⅳ2.252.2510Ⅴ2.62.620Ⅵ3.13.130Ⅶ3.73.7

5、502.3美國(guó)規(guī)定輸電系統(tǒng)污穢按等值附鹽密度可分成4級(jí)。一般在輕污穢等級(jí)下運(yùn)行。污穢設(shè)計(jì)與前蘇聯(lián)基本相同，不同的是，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ取10%，U耐=（1-3σ）U50%得到。污穢絕緣設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)應(yīng)對(duì)不同型式和不同串型絕緣子進(jìn)行真型試驗(yàn)來確定U50。表4是美國(guó)345～500kV線路污穢絕緣設(shè)計(jì)推薦值。表4美國(guó)345～500kV線路推薦設(shè)計(jì)值污穢實(shí)際等效串長(zhǎng)等級(jí)附鹽密度326kV550kV輕微0.02～0.025T-15①T-25①輕度0.04～0.05T-20①V-32①中等0.07～0.1T-30①V-40①重0.2～0.4V-23①V-32②V-28①

6、V-42②備注:①為標(biāo)準(zhǔn)型絕緣子,高度H×盤徑D×爬電距離L=146×254×305(mm)②為防霧型絕緣子H×D×L=146×254×435(mm)2.4日本方法直接按不同等值附鹽密度下不同型式和不同串型絕緣子的最大污耐受電壓試驗(yàn)值U耐來選擇絕緣子片數(shù)，同美國(guó)一樣不使用爬電比距概念。污穢設(shè)計(jì)目標(biāo)電壓值的確定與所有國(guó)家不一樣，即對(duì)275kV及以下輸電線路，按1.15最高運(yùn)行相電壓來考慮；對(duì)275kV以上輸電線路，考慮到一線接地短路時(shí)健全相電壓的升高，按1.2～1.3倍最高運(yùn)行相電壓來選擇，少數(shù)線路取1.6倍來考慮。表5是500kV輸電線路推薦所

7、需的絕緣子片數(shù)。2.5中國(guó)情況1）SD119標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按有效爬電比距的概念進(jìn)行污穢設(shè)計(jì)確定絕緣子串片數(shù)N，N由下式確定：656中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)高電壓專業(yè)委員會(huì)2004年學(xué)術(shù)會(huì)議論文表5500kV輸電線路所需的絕緣子片數(shù)(日本)污穢等級(jí)ⅠⅡⅢⅣⅤ250mm懸式絕緣子(下表面)0.030.0630.1250.250.5146×250×280給定等值280mm懸式絕緣子(下表面)0.0240.0500.1000.200.4附鹽密度2170×280×370(mg/cm)320mm耐污絕緣子(下表面)0.020.0110.0810.160.33195×32

8、0×460250mm懸式絕緣子3339455358所需絕緣子片數(shù)280mm懸式絕緣子2832374349320mm耐污絕緣子/24273136注:：耐