绝缘子片数的选择 (常读常新&续)

学术   2024-11-15 12:04   广东  

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绝缘子片数的选择 (常读常新)

书接上文,

上文咱们讲到作用在架空线绝缘子串上

主要有三种电压——

工频电压、操作过电压、雷电过电压。

然后重点介绍了在工频电压下绝缘子片数的选择,

今天咱们再继续往下,

讲讲操作过电压和雷电过电压下绝缘子片数的选择。

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Part 3
操作过电压下片数选择


操作过电压的能量来源于系统本身,

其幅值以工作电压为基础,

通常以最大工作相电压幅值的倍数来表示。


上文有很多读者留言不理解相电压、线电压,

系统标称电压以及系统最高电压的区别,

现在先作如下详细介绍:

线电压:

多相交流电路中两相导体间的电压。

相电压:

多相交流电路中导体与地电位之间的电压。

相电压 = 线电压 / √3

我们常说的110kV、220kV均为线电压。

家用电中,220V为相电压,

380V则为线电压。



然后咱们说的110kV、220kV均为系统标称电压,

系统标称电压也叫额定电压。

系统标称电压:

用于表示或识别系统的合适而近似的电压值。


系统标称电压指设备所在系统的电压等级,

系统标称电压是针对线路、系统的。

设备最高电压是指设备所承受的电压(绝缘强度)。

设备最高电压是针对设备的、绝缘相关的。

因此和绝缘有关的均是取设备最高电压!


对于设备最高电压和系统标称电压没有固定关系,

而是由技术委员会规定。

一般对于220kV及以下约为1.15倍,

对于330kV及以上约为1.1倍。


操作过电压以最大工作相电压幅值的倍数来表示,

具体取值为:

操作过电压的基本电压为: √2 · Um / √3

操作过电压基本电压的意思是:

超过√2 · Um / √3即为操作过电压。


整理如下表:


超过了操作过电压基本电压为过电压,

但是计算时要取其最大幅值,

最大幅值则是在操作过电压基本电压上取个倍数。


DL/T 650-1997对设计应选用的操作过电压最大幅值,

做了如下规定:


得出最大电压幅值后还有最后一步:

操作过电压要求的相线路绝缘子串正极性

操作冲击电压50%放电电压应符合下式的要求:
(意思是还乘一个安全系数)

对于220kV及以下:

U.1.i.s ≥ 1.17 * 操作过电压最大幅值 …… DL/T620

对于330kV及以上:

U.1.i.s ≥ 1.27 * 操作过电压最大幅值 …… GB50064


费了一大帮事,

终于揪出最后的大BOSS了,

就是上面拥有一大串title的 —— U.1.i.s 。

(意思是咱们的绝缘子串要耐受的电压要大于这个数)


我们最后要做的就是查操作放电电压曲线,

根据该电压查取需要的绝缘子片数。

计算示例:

例如220kV线路,

设备最高电压 Um=252kV

设备最高电压(相电压)Um=252 / √3 =145kV

操作过电压基准电压为:145*√2=206kV

操作过电压最大幅值为:206*3=617kV

相线路绝缘子串正极性操作冲击电压50%放电电压为:

U.1.i.s ≥ 1.17 * 617 = 722 kV

查上图13片绝缘子即可满足。


最后,按操作过电压选择的片数还要进行

零值、高海拔、高杆高校正,

此处不再展开。


还有上文太复杂了不想看也没关系,

大家记住这样一句话就完事了:

“操作过电压一般对绝缘子片数不起控制作用”



Part 4
雷电过电压下片数选择


绝缘子片数的选择有个专业术语——

“绝缘配合”

所谓配合,就是一个科学搭配的过程。

绝缘配置既不能太高,也不能太低。

既要满足安全性,也要满足经济性。

比如我们一般不以雷电过电压的要求

来选择绝缘子串的绝缘强度,

而是根据已选定的绝缘水平

来校验线路的耐雷水平,

能保证线路的耐雷水平和雷击跳闸率满足规范要求。


规范GB/T 50064中6.2.2 要求:


这条规范的意思是:

雷电过电压下绝缘子串不发生先闪,

即绝缘子串不能先于其间隙击穿。


因为各电压间隙的雷电放电电压容许值可查,

好比如下所示:

计算示例:

 500kV线路规范要求雷电过电压下安全间隙为3.3米。

查询上表得放电电压为1800kA,

乘以 1.18 得 2124 kA。

然后咱们再查下表得约25片绝缘子能满足要求。


这个片数也和GB50545线路规范中

最少绝缘子片数要求相符。

或许其最少绝缘子片数就是因此而来?





Part 5
总结


最后咱们用三句话来概括悬垂串绝缘子片数的选择:


1:工频过电压不发生污闪

(按污闪爬距选择每联片数)


2:操作过电压不发生湿闪

(按内过弧距校验每联片数)


3、雷电过电压不发生先闪,

即绝缘子串不能先于其间隙击穿。

(按外过弧校验每联片数)


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