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淺析高海拔環(huán)境下瓷套的選擇

王春艷

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文中首先分析了高海拔環(huán)境對瓷套外絕緣的影響特性，接著就高海拔地區(qū)瓷套的選擇設計完成了闡述，上述探析對于高海拔環(huán)境下高壓電氣設備的安全應用具有一定的參考價值。

高海拔；瓷套；絕緣；特性；設計

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在我國西部，海拔在1 000m以上的地區(qū)約占全國總面積的60%。該地區(qū)空氣稀薄，氣壓較低，瓷套的外絕緣強度下降。本文基于這一背景，針對高海拔環(huán)境對瓷套外絕緣的影響進行了淺析，并對套管的選擇設計進行了詳細闡述，這一探究對于高壓電氣設備的安全應用具有一定的參考價值。

1 高海拔對高壓瓷套外絕緣的影響特性

在海拔較高的地區(qū)，自然環(huán)境可簡分為兩種情況：一來，有很大一部分地區(qū)的植被比較茂盛，空氣也比較清新，加上由于考慮到海拔高在瓷套設計時會對外絕緣進行加強，所以，這一部分區(qū)域的污閃情況并不嚴重，絕緣放電主要表現(xiàn)為沖擊電壓下發(fā)生氣隙擊穿；二來，在城區(qū)及其周邊、工業(yè)區(qū)、山峰密集等地區(qū)存在較多污染物且很難擴散，這一部分區(qū)域容易發(fā)生污閃事故，嚴重的還可能對電力系統(tǒng)的安全運行帶來負面影響。經(jīng)調查顯示，在海拔較高的云南地區(qū)，所有事故當中有四分之一的為污閃事故；而在同樣高海拔的蘭州地區(qū)，即便有著較大的泄漏比距，污閃事故還是偶有發(fā)生。所以，我們要對海拔較高地區(qū)的過電壓、污閃電壓和大氣條件之間的關系進行進一步的研究，為高海拔地區(qū)的絕緣水平及配合問題提供參考。

2 高海拔地區(qū)瓷套的選擇

瓷套的選擇主要考慮以下兩種因素：（1）結合使用地區(qū)的海拔高度，基于平原地區(qū)環(huán)境對瓷套的干弧距離進行修正；（2）結合使用環(huán)境的污區(qū)分級選擇對應的爬電比距。

2.1 瓷套的干弧距離選擇

針對瓷套高海拔環(huán)境下的干弧距離修正，根據(jù)GB 1094.3-2003《電力變壓器第3部分：絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙》第16.1節(jié)：“如果變壓器在海拔高于1 000m的地區(qū)運行時，其所需的空氣間隙，應按每增加100m（對1 000m海拔而言），最小空氣間隙加大1%來計算?！备鶕?jù)GB311.1-1997《高壓輸變電設備的絕緣配合》中第3.4節(jié)：“對應用于海拔高于1 000m，但不超過4 000m處的設備的外絕緣及干式變壓器的絕緣，海拔每升高100m，絕緣強度約降低1%?！?/p>

同時，對于瓷套的外絕緣承受能力，根據(jù)海拔高度需對短時工頻放電電壓、雷電沖擊放電電壓、操作沖擊放電電壓通過海拔校正系數(shù)進行修正：

雷電沖擊放電電壓和操作沖擊放電電壓可根據(jù)IEC60071-2-1996《絕緣配合使用導則》中的海拔校正因數(shù)進行計算：Ka=em（H/8150），其中指數(shù) m 取值為：對配合雷電沖擊放電電壓，m=1；對配合操作沖擊放電電壓。

2.2 瓷套的爬電距離選擇

瓷套爬電距離的選擇可采取以下兩種方法：（1）結合污區(qū)的等級，選擇對應的爬電比距。（2）結合由試驗所得出的不同污染級別下瓷套的耐污閃電壓，使瓷套的耐污閃電壓比輸電線路的最大運行電壓還要高，同時保持適當?shù)陌踩６取?/p>

第一種方法首先是對各地區(qū)的污區(qū)進行定級，定級的依據(jù)為輸電線路所跨地區(qū)的污染情況及環(huán)境、鹽密測量值、運行經(jīng)驗等，接著對污區(qū)的爬電比距進行確定，根據(jù)GB/T 5582-1993《高壓電力設備外絕緣污穢等級》、GB/T 16434-1996《高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標準》、JB/T 5895-1991《污穢地區(qū)絕緣子使用導則》定義的術語“爬電比距”電力設備外絕緣的爬電距離與設備最高電壓之比。設備最高電壓并不是設備上的直接承受的電壓。對于線對地絕緣，此“統(tǒng)一爬電比距”產(chǎn)生的值將是GB/T 5582-1993《高壓電力設備外絕緣污穢等級》定義的“爬電比距”給出值得倍。對于高海拔地區(qū)變電站內(nèi)一次電氣設備絕緣子爬電距離確定以下兩點原則：

（1）變電站戶外電氣一次設備外絕緣爬電距離不進行海拔修正。

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（2）考慮到目前國內(nèi)缺乏高海拔、超高壓、污穢條件下的放電曲線試驗數(shù)據(jù)，有效爬電距離按式計算確定。其中：Kd、λ、Um分別代表絕緣子爬電距離的有效系數(shù)、絕緣子的爬電比距、系統(tǒng)額定電壓。

第一種方法比較簡單且適用，一目了然，也比較容易操作，因此被廣泛的應用于工程設計中，實踐也表明了這種方法是可行的。第二種方法則直接關系到實際瓷套的污閃耐受水平，所涉及的實驗非常多，除此之外，還需做很多工作對人工污穢試驗數(shù)據(jù)結果與自然污穢絕緣子污閃電壓的一致性問題進行驗證，在實際應用中所需做的工作比我們想象的要多，換句話說，該方法還有待完善，工程設計中用的并不多。

[1]龍玉華.高壓電氣設備外絕緣的高海拔修正系數(shù)[J].環(huán)境條件與試驗,1984,01:26-32.

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