南通市海安縣供電公司 吳厚寬

關(guān)于輸電線路絕緣配合設(shè)計方法的探討

南通市海安縣供電公司 吳厚寬

輸電線路的絕緣配合能夠有效的提高線路的防雷水平。本文主要對輸電線路絕緣配合設(shè)計的方法進行探討，首先對絕緣配合的設(shè)計原則進行了介紹，其次分析了絕緣配合的設(shè)計流程，最后從電氣間隙、爬電距離和固體絕緣三個方面對絕緣配合設(shè)計的方法進行了研究。輸電線路的絕緣配合的設(shè)計對提高輸電線路的安全運行具有重要的意義。

絕緣配合；設(shè)計流程；電氣間隙；爬電距離

絕緣配合是提高輸電線路以及輸電設(shè)備防雷水平經(jīng)濟而有效的方法。絕緣配合時從多個方面對輸電線路的防雷水平進行評估，包括采用防雷措施的費用，防雷設(shè)備日常維護的費用，設(shè)備絕緣損壞所造成的損失。通過合理的選擇絕緣水平，使得上述方面的花費的費用最小。在電力系統(tǒng)中，不同的電氣設(shè)備的絕緣水平有差異，因而對電壓的耐受能力也不同，為此需要對電網(wǎng)輸電線路中不同設(shè)備的絕緣水平進行測定。在實際操作中可以采用耐壓試驗來確定電網(wǎng)輸電線路中不同設(shè)備的絕緣水平，測試的主要方式是用1min的工頻進行測定，根據(jù)測定結(jié)果來確定設(shè)備的絕緣性能。通過對輸電線路的絕緣配合設(shè)計可以降低設(shè)備的建設(shè)和維護費用，減少絕緣故障所造成的損失，因此對輸電線路絕緣配合的設(shè)計方法進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 絕緣配合設(shè)計原則

輸電線路的絕緣水平需要同時考慮設(shè)備的防雷和防污能力。電網(wǎng)輸電線路規(guī)程對輸電線路的防雷水平進行了規(guī)定，要求耐雷能力要大于或者等于常規(guī)線路的最高要求，并且要控制雷擊跳閘的概率。電網(wǎng)輸電線路規(guī)程對輸電線路的耐雷水平規(guī)定如下：

（1）對處于中平原地區(qū)的輸電線路，當電壓等級為220KV時，其耐雷水平的數(shù)值范圍為110-76KA，同時，遭受雷擊而跳閘的概率以0.25次/(km·a)為標準，最優(yōu)值可以選取0.315次/(km·a)。

（2）對處于中平原地區(qū)的輸電線路，當電壓等級為110KV時，其耐雷水平的數(shù)值范圍為41-63KA，同時，遭受雷擊而跳閘的概率以0.83次/(km·a)為標準，最優(yōu)值可以選取0.525次/(km·a)。

由此可見耐雷水平和遭受雷擊的跳閘概率是設(shè)備絕緣設(shè)計需要滿足的兩個方面，可以通過同塔回線配合的方式實現(xiàn)。

2 絕緣配合的設(shè)計流程

根據(jù)絕緣配合的設(shè)計原則來對電網(wǎng)輸電線路的絕緣配合進行設(shè)計，主要分為以下幾個步驟，具體如下：

（1）通過對已有線路的查找和分析，得到計算參數(shù)。計算參數(shù)包括設(shè)備的物理性質(zhì)參數(shù)，如鐵塔的高度、地面的電阻，還包括當?shù)氐沫h(huán)境參數(shù)，如落雷的概率和密度。

（2）針對輸電線路參數(shù)的不同進行路段劃分。對設(shè)計電路不能為了簡單而采取一種絕緣配合的設(shè)計方式，應(yīng)該根據(jù)輸電線路物性參數(shù)的不同進行細致的劃分，針對不同的路段，選擇不同的絕緣方式。同時，劃分的路段也不是越多越好，因為劃分過多會降低方案的適用性。

（3）根據(jù)防污和耐雷要求對線路的絕緣水平進行初設(shè)。線路的絕緣水平包括了低壓線路的絕緣水平和高壓線路的絕緣水平。一般是先確定低壓線路的絕緣水平，高壓線路的絕緣水平通過不斷遞加來達到絕緣要求。

（4）避雷線的安裝。避雷線的安裝需對避雷線的保護角進行設(shè)置，具體步驟為：初設(shè)，主要參考規(guī)程規(guī)定值；確定保護角，保護角的確定方法為遞減的方法；側(cè)向避雷針的設(shè)置，側(cè)向避雷針裝設(shè)的位置為最外側(cè)導(dǎo)線的橫擔端側(cè)，其主要目的是增強防繞擊的性能。

3 輸電線路的絕緣配合設(shè)計

上文對絕緣配合設(shè)計的原則和流程進行了介紹，絕緣配合設(shè)計最主要參照的是周圍的環(huán)境因素，也可以說環(huán)境因素是影響絕緣配合設(shè)計的最主要的因素。本文主要從三個方面對絕緣配合設(shè)計的內(nèi)容進行分析和研究，即絕緣配合中電氣間隙的選擇、絕緣配合中爬電距離的設(shè)置以及固體絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計。這三個方面中，絕緣配合中的電氣間隙的選擇是保證不放電的最小的間隙，其它的間隙值都要比它大；絕緣配合中的爬電距離的設(shè)置是防止絕緣材料表面發(fā)生爬電的最小的距離；而絕緣材料的設(shè)計要保證有足夠的絕緣性能，保證材料的穿透距離，防止擊穿。

（1）絕緣配合中的電氣間隙的選擇。最小不放電的電氣間隙主要是保證電氣間隙在兩種情況下不被擊穿，情況一是輸電線路中存在過電壓的情況，因為當過電壓產(chǎn)生的瞬間，電氣間隙兩端的電壓值會突然增大，此時如果電氣間隙兩端的距離沒有足夠大的話，很容易被電流擊穿；情況二是當輸電線路的負載處于峰值時，此時輸電線路中的電壓也處于最高水平，此時電氣間隙如果距離不夠大的話，同樣很容易被擊穿。GB/T 16935.1-1997中給出了不同輸電線路絕緣配合時電氣間隙的推薦值，但是在實際選取時還應(yīng)該考慮其它方面的因素：比如輸電線路附近電場的形式，是屬于均勻的還是不均勻的；當?shù)氐牡乩憝h(huán)境，其中海拔高度是一個重要的影響因素，對于處于較高海拔的輸電線路，比如2000米以上的距離則應(yīng)考慮修正系數(shù)。

（2）絕緣配合中的爬電距離的設(shè)置。當輸電線路在工作電壓時，設(shè)置的爬電距離應(yīng)保證在存在一定的污染物時不會產(chǎn)生擊穿的現(xiàn)象。爬電距離的尺寸以輸電線路長期的工作電壓的有效值為準，因為對于瞬態(tài)的過電壓現(xiàn)象對爬電距離沒有影響，所以可以不予考慮。GB/T 16935.1-1997中同樣給出了爬電距離的推薦值，但是同樣在實際選取時需要考慮其它方面的因素：首要影響的因素就是周圍環(huán)境的污染，環(huán)境的污染等級對爬電距離具有直接的影響；其次是絕緣材料的結(jié)構(gòu)設(shè)置等。

（3）絕緣配合中固體絕緣的結(jié)構(gòu)的設(shè)計。絕緣設(shè)計不僅包括基本絕緣還應(yīng)該包括附加的絕緣和加強絕緣。在固體絕緣使用期間主要受兩種因素的影響，一是輸電線路本身會產(chǎn)生熱量，會對絕緣的壽命造成不利影響，二是環(huán)境因素的影響。

4 總結(jié)

絕緣配合是提高輸電線路以及輸電設(shè)備防雷水平經(jīng)濟而有效的方法，本文主要對輸電線路絕緣配合的設(shè)計方法進行了研究。主要得出以下結(jié)論：耐雷水平和遭受雷擊的跳閘概率是設(shè)備絕緣設(shè)計需要滿足的兩個方面；絕緣配合的設(shè)計流程可以分為線路查找分析、路段劃分、絕緣水平初設(shè)、避雷線的安裝四個方面；從電氣間隙、爬電距離和固體絕緣三個方面對絕緣配合設(shè)計的方法進行了研究。本文所做研究對輸電線路絕緣配合設(shè)計方法的研究具有重要的知道意義。

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吳厚寬（1964—）,江蘇南通人，大專，海安供電公司電氣工程設(shè)計主管。