高海拔地区绝缘子串片数的选择.doc

高海拔地区绝缘子串片数的选择2011年7月第l4卷第7期贵州电力技术2011,Vo1.14,No.7GUIZHOUELECTRICPOWERTECHN0L0GY专题研讨SpecialReports高海拔地区绝缘子串片数的选择黄学明(广西鑫盟工程咨询有限公司,广西南宁530023)摘要:高海拔地区气压低,空气密度小,绝缘配合设计须进行修正,导线绝缘子片数应按工频,操作过电压及雷电过电压三种情况的安全要求来确定,通过对工频,操作过电压及雷电过电压三种工况下绝缘子片数选择的分析,计算,校验,阐述了绝缘子片数选择的计算方法,同时通过比较得出,在高海拔地区,操作过电压对绝缘子片数不起控制作用,雷电过电压也不作为绝缘子片数选择的决定因素,绝缘子片数主要由工频电压泄漏比距要求控制.关键词:高海拔;绝缘子;片数;选择文章编号:1008083X(2011)7006404中图分类号:TM8文献标识码:B高海拔地区由于气压低,空气密度小,使得处于这些地区线路的绝缘子串实际放电电压低于标准气象条件下的放电电压,故在进行高海拔地区线路的绝缘配合设计时须进行气象条件修正,以保证高海拔地区线路的运行安全.导线绝缘子片数应按工频,操作过电压及雷电过电压三种情况的安全要求来确定,通常做法是:根据线路经过地区的污秽等级,按工频电压下所要求的泄漏比距初步选定绝缘子片数或绝缘长度,再根据操作过电压和雷电过电压进行校核和复核.下面举例详细进行说明.假设某线路所经地区海拔高程为1600ITI2150m,为简化配置,以海拔2000m和2200m为界进行计算,海拔2000m的按2000m配置;海拔超过2000m的按2200m配置.1按工频电压泄漏比距要求确定每串绝缘子片数根据110kV500kV架空输电线路设计技术规定(暂行)(Q/CSG115022008),绝缘配合设计可采用爬电比距法.当采用爬电比距法时,绝缘子片数按下式计算:卷式中:n一每串绝缘子片数;A一系统标称电压下的爬电比距,cm/kV;一系统标称电压,500kV;.64.一单片绝缘子几何爬电距离,cm;一绝缘子爬电距离的有效系数.根据设计技术规定(Q/CSG115022008),当海拔超高1000m时,悬垂绝缘子的片数宜按下式进行修正:0.1215m1(一1)nH式中:n一高海拔地区每串绝缘子所需片数;日一海拔高度,km;m一特征指数;结合上述两式,高海拔地区悬垂绝缘子片数的计算式为:r,凡H争Ae1215ml(H-1)J.Lc上叼其中,对于特征指数m.的取值问题,13本NGK取0.44,法国和IEC82取0.32,清华大学取0.44,重庆大学为漫昆线路做的试验推荐取0.5.由于绝缘子闪络试验尚无公认的方法和数据,不同的研究单位对m的取值也不同,为了安全起见,根据设计技术规定(Q/CSG115022008)附录D中的参考值,对于瓷质绝缘子和玻璃绝缘子均取0.6.根据污区划分所采用的爬电比距,以级污区为例,线路爬电比距取值为2.5cm/kV(按线路标称电压计算),按上式计算选择的绝缘子片数如表1所示.为了减小绝缘子串长度,缩小塔头尺寸,绝缘子串的片数尽量按最少配置选择,通过选用大爬距的绝缘子来达到相应要求的爬距比值;但若选用的绝第7期黄学明:高海拔地区绝缘子串片数的选择缘子片数过少,会造成整串绝缘子长度过短,难以满足山区段耐雷水平的要求.因此,经综合分析,按工频电压泄漏比距所要求的绝缘子片数初步选择结果见表2.表1满足级污区爬电比距要求的盘型悬式瓷,玻璃绝缘子串最少片数注:海拔不大于2000m的地段按海拔高度2000m进行修正;海拔在2000m2200m的地段按海拔高度2200m修正.表2工频电压泄漏比距条件下绝缘子片数初步选择结果2操作过电压要求根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配冲击电压波50%放电电压应满足操作过电压的要求.线路所经地区海拔高度分别按2000m和2200m进行换算.公式如下:K1KVo式中:操作过电压统计配合系数,取1.25;相对地统计操作过电压,Vo=2tz./;系统运行最高电压,取550kV;海拔修正系数.在海拔高度分别为2000m和2200m时,在操作合(DL/T6201997)引,绝缘子串的正极性操作过电压下绝缘子串片数选择结果见表3.表3操作过电压下的绝缘子串片数选择结果?65?贵州电力技术第14卷从表3可看出:在操作过电压条件下,当单片结构高度为170ram的悬垂串在海拔2000m(2200m)时,其绝缘子片数为20片(22片),少于工频电压条件下要求的绝缘子片数,因此在目前系统运行电压条件下,操作过电压对绝缘子片数不起控制作用.3雷电过电压要求平和防雷指标能否满足安全运行的要求,并据此综合决定选择绝缘子串片数.当绝缘子串采用单片结构高度170ram绝缘子30片,31片时(单片高度195mm时绝缘子为26片,27片),按DL/T6201997表F1推荐的杆塔上绝缘子串在冲击电压波下的放电电压计算方法,可分别算得的标准气象条件下50%雷电正极性冲击放按规程规定,根据工频爬电距离和操作过电压电电压,然后据此验算耐雷水平和雷击跳闸率.结选择的绝缘子片数,还应按雷电过电压检查耐雷水果如表4所示.表4耐雷水平和雷击跳闸率注:1.绝缘子串长分别取6.171m和6.341m;2.跳闸率已根据地形比例和雷暴日进行折算由表4可以看出,当接地冲击电阻比较大时,绝甚至严重时在其伞裙边上挂有无数冰柱,特别是在迎缘子片数分别为30片和31片时,杆塔的耐雷水平风面.最严重的情况是上下绝缘子伞裙间的空气间满足交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DL/隙被冰柱桥接,造成绝缘子耐压值大为降低.在融T6201997)2在山地大于125kA的要求.计算冰过程中,冰柱部分先融化,上下伞裙间形成水帘,结果也表明,用增加绝缘子来提高耐雷水平是有限进而使绝缘子耐压值降低.当绝缘子耐压值降低后,的,在高海拔地区加强绝缘来提高耐雷水平是不可易发生沿冰层外表面的闪络,且该闪络电压与绝缘子取的,应尽量降低杆塔的接地电阻,而不将雷电过电的盘径,泄漏距离无关,而与冰雪融成水后的导电率压作为绝缘子片数选择的决定因素.以及耐受电压的大小密切相关.但由于目前我国缺4按工频污湿耐压强度校核重冰区绝缘子片数高海拔地区气温较低,冷空气抬升后,遇到低温物体,极易形成严重的覆冰,根据中重冰区架空输电线路设计技术规定(暂行)(Q/CSG115032008),重覆冰线路还应按绝缘子串覆冰后的工频污湿耐压强度进行校核.绝缘子在覆冰的湿增长过程中,其表面易结冰,?66.乏覆冰融化后冰水导电率的准确数据,无法准确的通过冰水导电率进行覆冰绝缘子耐压计算.七十年代世界各国对覆冰绝缘子串耐受电压进行了广泛的研究,并建议覆冰耐压梯度可按7O75kV/m进行设计,已积累了一定的运行经验,国内亦普遍采用.当线路最高运行电压为,每片绝缘子高度为,覆冰耐压梯度为时,所需绝缘子片数由下式计算:第7期黄学明:高海拔地区绝缘子串片数的选择n=二一/3H式中:Um系统运行最高电压,取550kV;单片绝缘子高度,m;耐压梯度,kV/m;根据我国西南地区500kV线路的设计及运行经验,覆冰绝缘子串工频耐压一般取70kV/m.据此计算,重覆冰要求的绝缘片数配置见表5.表5重覆冰要求的绝缘子片数由上表2和5知,按工频电压泄漏比距所要求的绝缘子片数均大于按重冰区工频污湿耐压强度所要求的绝缘子片数,即满足重冰区绝缘子配置的要求.5结束语通过上述对绝缘子型号及片数的选择论述可以看出,在高海拔地区,操作过电压对绝缘子片数不起控制作用,而用增加绝缘子来提高耐雷水平是有限的,不将雷电过电压作为绝缘子片数选择的决定因素,绝缘子片数主要由工频电压泄漏比距要求控制,绝缘子串片数的配置结果取表2中数值.参考文献:e1<110kV一500kV架空输电线路设计技术规定(暂行)>(Q/CSG115022008).s2】交流电气装置的过电压保护和绝缘配合>(DL/T6201997).S【3<中重冰区架空输电线路设计技术规定(暂行)>(Q/CSG115032008).S收稿日期:20110118作者简介:黄学明(1982一),男,工程师,学士学位,主要从事输电线路电气设计.email:hm82_2000163.COm(本文责任编辑:刘媛)StudyOilselectionofnumberofinsulatorstringsinhighaltitudeareaHuangXueming,(GuxiXinmengProjectConsultingCOLTD.,Nanning530023Guangxi,China)Abstract:Basedonthespecicalnaturalconditionoflowerairdensityandlowerairpressureinhighaltitudeal粥,insulationeoordi-nationdesignshouldbemodified,andnumberofinsulatorstringsoftransmissionlinesshouldbecomfirmedbysafetyrequirementinsuchthreeconditions:powerfrequencyovervoltage,switchingovervoltageandlightningovervoltage.Undertheseconditions,byanaly-zing,calculatingandverifyingthesdeetionofnumberofinsulatorstrings,thisthesiselaboratesthemethodforcalculatingtheselec?tion,meanwhilebycomparing,hasco