1、絕緣配合基礎知識絕緣配合基礎知識 1、標準電壓等級 2、絕緣配合的基本原則 3、絕緣特征與環境因素 主要內容主要內容1、標準電壓等級 n按照GB156標準電壓和GB/T11022高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求的規定，我國三相交流電網標稱電壓和電氣設備額定電壓及電氣設備的最高電壓，如表所示，注:1140V僅限于煤礦井下使用。分類系統標稱電壓/kV電氣設備的最高電壓Um/kV高壓開關設備和控制設備額定電壓低壓0.380.661000(1140)高壓3610203566110-3.67.2122440.572.5126-3.67.2122440.572.5126-n系統標稱電壓：系統被指定

2、的電壓(額定電壓)。n系統最高電壓：當系統正常運行時，在任何時間、系統中任何一點上所出現的電壓最高值，不包括系統的暫態和異常電壓。n高壓開關設備和控制設備額定電壓：根據規定的電氣設備工作條件，通常由制造廠確定的電壓。所在系統的最高電壓上限。n設備最高電壓：考慮到設備的絕緣性能和與最高電壓有關的其他性能所確定的最高運行電壓，其數值等于所在系統的系統最高電壓值。2、絕緣配合的基本原則 nGB311.1高壓輸變電設備的絕緣配合： 按照電力系統中出現的各種電壓（工作電壓和過電壓）和保護裝置的特性來確定電氣設備的絕緣水平，稱為絕緣配合。n 額定絕緣水平：在規定條件下，用來度量電器及其部件的不同電位部分的

3、絕緣強度，電氣間隙和爬電距離的標準電壓值，包括額定雷電沖擊耐受電壓、額定短時工頻耐受電壓和額定操作沖擊耐受電壓。最高電壓Um252kV的電氣設備的額定絕緣水平用額定雷電沖擊耐受電壓和額定短時工頻耐受電壓來表征。 n絕緣介質：空氣、各種絕緣材料、SF6、真空。n作用電壓：（1）持續工頻電壓（其值不超過設備最高電壓Um,持續時間等于設備設計的運行壽命）；（2）暫時過電壓（包括工頻電壓升高、諧振過電壓）；（3）緩波前（操作）過電壓；（4）快波前（雷電）過電壓；（5）陡波前過電壓（GIS中隔離開關操作引起）；（6）聯合過電壓（沖擊電壓和工頻電壓聯合作用于相間絕緣和縱絕緣）。其中陡波前過電壓試驗標準尚在

4、考慮中。n絕緣配合的基本原則： 考慮所采用的過電壓保護措施后，決定設備上可能的作用電壓，并根據設備的絕緣特性及可能影響絕緣特性的因素，從安全運行和技術經濟合理性兩方面確定設備的絕緣水平。 在所有情況下，進行絕緣配合時應考慮：設備安裝點的預期過電壓值、系統與設備的電氣特性、類似的系統的運行經驗以及所有裝置的限壓效果。3、絕緣特征與環境因素n（1）絕緣類型 絕緣類型分為：（1）相對地絕緣；（2）相間絕緣；（3）縱絕緣（對開關設備來說是指開關斷口的絕緣；對變壓器和互感器來說是指繞組的匝間、層間、段間絕緣）；n外絕緣：指開關設備暴露在大氣中部分的空間距離或設備固體絕緣的表面與大氣接觸部分，它承受電壓作

5、用，并受到諸如污穢、潮氣、鳥獸蟲害的影響。n內絕緣：指開關設備在其防護裝置外殼內的絕緣部分，它可以是固體、液體或氣體，以保護開關設備不受外在大氣條件的影響。 n自恢復絕緣：破壞性放電后，能完全恢復其絕緣性能的絕緣。n非自恢復絕緣：破壞性放電后，喪失其絕緣性能或不能完全恢復其絕緣性能的絕緣。n標準參考大氣條件：溫度：20；壓力：101.325kPa；絕對濕度：11g/m3。n正常使用條件：（1）周圍環境最高空氣溫度不超過40oC；（2）安裝地點的海拔高度不超過1000m。對正常運行條件，絕緣應能長期耐受設備最高電壓。n確定絕緣水平時首先應考慮雷電沖擊電壓的作用，GB/T11022高壓開關設備和控

6、制設備標準的共用技術要求規定了3-35kV中性點非直接接地系統中電氣設備耐壓值。系統標稱電壓額定電壓（有效值）額定雷電沖擊耐受電壓（峰值）額定短時工頻耐受電壓（1分鐘，有效值）通用值隔離斷口通用值隔離斷口 3 3.640461820 6 7.260702328 10 1275854248 20 241251455060 3540.518521595110備注為設備外絕緣在干燥狀態下之耐受電壓；通用值適用于相對地、相間和開關斷口；隔離斷口符合對隔離開關所規定的安全要求的斷開觸頭間的電氣間隙n表中所列的短時工頻耐受電壓一般均能滿足在正常運行電壓和暫時過電壓下的要求。n設備的相對地絕緣的額定耐受電壓

7、是確定設備的相間絕緣和縱絕緣額定耐受電壓的基礎。n對受避雷器保護的設備，其額定雷電沖擊耐受電壓由避雷器的雷電沖擊保護水平乘以配合因數Kc計算選定，一般取Kc1.4。相間絕緣的額定雷電沖擊耐受電壓均取相應的相對地絕緣的耐受電壓值。n設備縱絕緣的額定雷電沖擊耐受電壓一般等于相對地絕緣的耐受電壓值，但隔離斷口的耐受電壓可高于相對地絕緣的耐受電壓值。 nUm252kV的電氣設備在操作過電壓下，根據設備上的統計操作過電壓水平或避雷器的操作沖擊保護水平和設備的絕緣特性，并取一定的配合因數Kc（一般取Kc1.15）計算、選取相對地絕緣的額定操作沖擊耐受電壓。相間絕緣的額定操作沖擊耐受電壓是相對地絕緣的倍數。

8、n設備縱絕緣的額定短時工頻耐受電壓一般等于相應的相對地絕緣的耐受電壓值，但隔離斷口的耐受電壓可高于相對地絕緣的耐受電壓值。n對周圍環境空氣溫度高于40oC處的設備，其外絕緣在干燥狀態下的試驗電壓應取標準規定的額定耐受電壓值乘以溫度校正因數 ， 式中， 為環境空氣溫度， 。n在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即電氣間隙，亦稱空氣間隙。在這一距離下，無論是在正常最高工作電壓還是在出現內、外過電壓時，都不致使空氣間隙擊穿。 fKTC0)40(0033. 01 TKfnGB500603-110kV高壓配電裝置設計規范規定了戶內高壓配電裝置的安全

9、凈距，如表所示。工程上采用的安全凈距，通常大于表中所列的數值。額定電壓（kV）36102035帶電部分至接地部分之間75100125180300不同相的帶電部分及開關斷開之間75100125180300帶電部分與無孔遮攔門之間（其值可取帶電部分至接地部分凈距+30mm）105130155210330帶電部分與網狀遮攔門之間175200225280400n（2）爬電距離n簡稱爬距，沿絕緣表面測得的兩個導電器件或導電器件與設備界面之間的最短距離。（絕緣體與導體間受潮或污染導致兩者之間絕緣等級下降而發生閃烙擊穿的最小距離），主要用來確定絕緣子、絕緣套管的絕緣水平。n爬電比距：電力設備外絕緣的爬電距離

10、對設備最高工作電壓有效值之比。即 電力設備外絕緣的爬電距離(mm)n爬電比距= 設備最高工作電壓(kV)根據不同絕緣材料的爬電比距可求得爬電距離。n（3）污穢等級n根據自然污穢環境條件，相應地劃分電力設備戶外絕緣污穢等級，規定各級外絕緣人工污穢耐受值和爬電比距。n污穢等級：設備安裝地點的污穢程度對電氣設備的外絕緣有重要影響。GB/T16434高壓架空線路和發電廠、變電所環境污區分級及外絕緣選擇標準給出了線路和發電廠、變電所污穢等級，見表 污穢等級污穢特征等值鹽密mg/cm20大氣清潔地區及離海岸鹽場50km以上無明顯污染地區-大氣輕度污染地區，工業區和人口低密集區，離海岸鹽場10-50km地區

11、，在污閃季節中干燥少霧（含毛毛雨）或雨量較多時0.06大氣中等污染地區，輕鹽堿和爐煙污穢地區，離海岸鹽場3-10km地區，在污閃季節中潮濕多霧（含毛毛雨）但雨量較少時0.06-0.10大氣污染較嚴重地區，重霧和重鹽堿地區，離海岸鹽場1-3km地區，工業和人口密度較大地區，離化學污源爐煙污穢300-1500m的較嚴重污穢地區0.10-0.25大氣特別嚴重污染地區，離海岸鹽場1km以內，離化學污源爐煙污穢300m以內的地區0.25-0.35n外絕緣按最小公稱爬電比距和污穢環境條件分5級：0、。 GB/T5582高壓電力設備外絕緣污穢等級規定了戶外設備最小公稱爬電比距分級數值，見表。外絕緣污穢等級最

12、小公稱爬電比距mm/kV線路電站設備013.514.8輕1616中2020重2525特重3131nDL/T539戶內交流高壓開關柜和元部件凝露及污穢試驗技術條件規定了戶內設備最小公稱爬電比距分級數值，見表。外絕緣污穢等級最小公稱爬電比距mm/kV瓷質材料有機材料01214輕1416中1820n（4）海拔高度n也稱絕對高度，是表示地面某個地點高出海平面的垂直距離。n由巴申定律知，海拔高度越高，大氣越稀薄，導致絕緣強度及散熱效果變差，電氣間隙耐壓下降，同樣對爬電距離也有影響，故對于3-35kV的高壓電氣設備，國標規定一般安裝于1000米以下，超過1000米的海拔高度，電氣設備外絕緣必須修正。n對用

13、于海拔高于1000m，但不超過4000m處的設備的外絕緣及干式變壓器的絕緣，海拔每升高100米，絕緣強度約降低1%，在海拔不高于1000m的地點試驗時，其試驗電壓應為標準規定的額定耐受電壓乘以海拔校正因數 ，aK 式中， 為設備安裝地點的海拔高度，m。nGB/T11022高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求給出了海拔校正因數 的另一個計算式，n式中， 為設備安裝地點的海拔高度，m。nm取值如下：對于工頻、雷電沖擊和相間操作沖擊電壓m=1；對于縱絕緣操作沖擊電壓m=0.9；對于相對地操作沖擊電壓m=0.75。4101 . 11 HKaHaK 8150/1000 HmaeKHnDL/T620-

14、1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合對電氣設備的絕緣配合原則規定如下。（1）工頻運行電壓和暫時過電壓下的絕緣配合： a、工頻運行電壓下電氣裝置電瓷外絕緣的爬電距離應符合相應環境污穢分級條件下的爬電比距要求； b、變電所電氣設備應能承受一定幅值和時間的工頻過電壓和諧振過電壓。（2）操作過電壓下的絕緣配合。以計算用最大操作過電壓為基礎進行絕緣配合。（3）雷電過電壓下的絕緣配合。以避雷器雷電保護水平為基礎進行配合。n絕緣配合方法的選擇（試驗）：確定性法（慣用法）、統計法、簡化統計法 確定性法：首先確定設備絕緣上可能出現的各類過電壓的最高值，然后選取一個適宜的考慮各種因素影響并有一定裕度的配合系數，相乘后得到絕緣耐受