输电线路绝缘配合设计方法研究

输电线路绝缘配合设计方法研究

王钰琦 刘进

国网甘肃省电力公司天水供电公司 甘肃省天水市 741020

摘要：在输电线路运行中，输电线路绝缘配合非常重要，本文针对线路绝缘配合原则、计算方法、选用标准，从爬电距离、电气间隙两个方面分析了输电线路绝缘配合的设计步骤和设计要点，得出安全经济的绝缘配合设计方法；通过实例分析，表明经过塔高修正和海拔修正，绝缘子数量和空气间隙能满足实际工程需要。

关键词：输电线路；绝缘配合；绝缘配合设计

引言

绝缘体对于输电线路和输电设备，能够既经济又有效的提高其防雷水平。在绝缘配合过程中，要对输电线路的防雷水平进行评测预估，可从以下几个方面考虑:一是在采取防雷过程中产生的费用，二是在防雷设备日常维护中产生的费用，三是在设备绝缘破坏时所承担的损失。为了尽可能的减少这些花费，应该选择绝缘体水平的方式。电力系统中，各种各样的机器设备会随着电压耐受的程度而在绝缘水平上产生不同差异。在电网输电线路中，要对各种设备的绝缘水平展开检测评定。在操作过程中，利用耐压实验进行操作，利用lmin工作频率的方式进行评定，评定结果出来后就能知道该设备检测的绝缘性能。机器设备的实施和其产生的维护费用，需要输电线路绝缘配合的设计，能对绝缘故障所出现的损失进行亏损弥补，使其大大减少支出费用。所以，研究探讨输电线路绝缘配合的设计方法，不仅有利于提高线路的防雷水平，对经济发展也有着非常重要的促进作用。

1绝缘配合设计原则

输电线路的绝缘水平需要同时考虑设备的防雷和防污能力。电网输电线路规程对输电线路的防雷水平进行了规定，要求耐雷能力要大于或者等于常规线路的最高要求，并且要控制雷击跳闸的概率。电网输电线路规程对输电线路的耐雷水平规定如下：（1）对处于中平原地区的输电线路，当电压等级为220KV时，其耐雷水平的数值范围为110-76KA，同时，遭受雷击而跳闸的概率以0.25次/(km·a)为标准，最优值可以选取0.315次/(km·a)。（2）对处于中平原地区的输电线路，当电压等级为110KV时，其耐雷水平的数值范围为41-63KA，同时，遭受雷击而跳闸的概率以0.83次/(km·a)为标准，最优值可以选取0.525次/(km·a)。由此可见耐雷水平和遭受雷击的跳闸概率是设备绝缘设计需要满足的两个方面，可以通过同塔回线配合的方式实现。

2绝缘配合的流程步骤

在进行电网输电线的绝缘配合中，应当以绝缘配合的设计原则为依据。以下是设计流程的四大步骤:第一，为了找到计算参数，应该查找和分析已经存在的线路，物理性质的参数和当地的环境参数都属于计算机参数。第二，由于输电线路参数不一样，需要进行路段划分。只采用一种绝缘配合的设计方法是不可行的，必须具体划分，在输电线路参数不一样的基础上，路段不一样，选择绝缘的方式也不同。但是，如果划分过多也会减少使用方案的次数，所以，并不是划分的越多就越有利。第三，第一次设置线路的绝缘水平要符合耐雷和防污的要求。线路的绝缘水平有两种:一是高压线路的绝缘水平，二是低压线路的绝缘水平。一般情况下，都是先确定低压线路的绝缘水平，再根据不断递加的方法来达到高压线路绝缘水平的要求。第四，安装避雷针。设置避雷线的保护角，详细操作如下:第一次设置时一定要参考规程的规定数值;确定保护角是否正确，用递减的方式来确定;设置侧向避雷针时，最外边的侧导线的横端就是其位置，这样做能够提高防雷击的功能。

3绝缘配合的设计

3.1选择绝缘子串

输电线路塔头绝缘的组成主要有绝缘子串和空气间隙，线路绝缘子串的选择应考虑满足绝缘和机械强度的要求。除了考虑绝缘子串在工频电压下不发生污闪、在操作过电压下不发生湿闪外，还应具备足够的雷电冲击绝缘强度，满足耐雷水平与雷击跳闸率的规范要求。线路绝缘子根据受力情况一般分为悬垂绝缘子串和耐张绝缘子串，通常按悬垂绝缘子来选择绝缘子数量，而耐张绝缘子串受力较大，受电场分布的影响，容易出现耐压为零的零值绝缘子。为了补偿零值绝缘子，耐张绝缘子一般适当增加绝缘子片数，对于电压等级为110kV至330kV的高压输电线路，应增加1片绝缘子；对于电压等级为的高压输电线路，应增加2片绝缘子，对于电压等级为750kV的输电线路则不需要增加绝缘子片数。输电线路均设置有防雷措施，除大跨越线路外（大跨越线路易发生绕击），雷电过电压一般不作为选择悬垂绝缘子片数的决定条件。悬垂绝缘子串的绝缘子数量，一般按照耐受长时间工频电压下不发生污闪、在操作过电压下不发生湿闪来确定。具体选择方法为:（1）根据绝缘子所受机械力和环境条件，选取悬式绝缘子的型号；（2）按照工频电压所要求的泄漏距离，采用爬电比距法选择绝缘子串中的绝缘子片数；（3）按操作过电压水平选择绝缘子串中绝缘子片数；（4）选取（2）（3）所计算绝缘子片数中的较大者，同时校核线路的耐雷水平与雷击跳闸率是否符合规范要求。

2.2合理选择电气间隙

随着用电量的增加，输电线路在运行的过程中，常常会有超电压问题出现。输电线路在超电压的情况下运行，会导致电气两侧的电压增加，如果电气间隙距离较小，则容易产生电流击穿的问题。此外，输电线路中电压的突然增加，使得电气间隙不能产生预期的效应，会有电流击穿的现象出现。所以，输电线路在进行绝缘配置时，需要对输电线路中存在的各个参数进行科学的分析，保障电气间隙的合理性。

2.3调整固体绝缘结构

基本绝缘和附带绝缘等在普通输电线路中比较常见，不同绝缘方案的效果的差异性比较明显，所以要从实际情况出发。但是上述2种绝缘，具有固体绝缘的性质，占用较大的空间，相邻结构的空间挤压，不利于提高线路的安全性和稳定性。因此，在线路绝缘设计中，要对固体原结构进行调整，防止绝缘实施问题的出现，将相邻组件的绝缘空间矛盾降至最低。比如，绝缘线路放热量较高，短路现象难以避免，再加强固体绝缘设计过程中，要对线路自身和环境等进行深入分析，将固体绝缘的安装率降至最低。此外，结合固体绝缘的操作步骤，在反复论证以后，将固体绝缘安装工作落实到位。在绝缘技术不断发展的推动之下，固体绝缘设备的使用率越来越少，组件之间的距离和空间则处于不断增长的趋势。

2.4科学设置爬电距离

输电线路位于室外，所处环境比较复杂，在输电过程中，容易受到外界污染物影响，降低线路的绝缘性。为了提高线路整体绝缘性，防止污染物降低线路绝缘效果，要对线路中电压的爬电距离进行设置。另外，原配置中的爬电距离设置，可以忽视超出电压问题，着重考虑其他方面因素，这主要是由于超电压对爬电距离无影响，而外界环境影响较大。科学的设置爬电距离，不仅可以提高整体的绝缘效果，而且降低污染物的影响率，保证500kW输电线路的安全运行。

结语

输电线路绝缘配合设计主要包括绝缘子个数和导线电气距离的确定，两者对输电线路安全运行非常重要。分析、总结输电线路绝缘配合的设计方法，合理设计绝缘子个数和导线电气距离，满足输电线路在工频电压、操作电压和雷电过电压等条件下安全可靠运行，对于电力工程中高压输电线路设计具有重要参考价值。

参考文献

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