24高压输电线路架空绝缘配合计算详解

高压输电线路架空绝缘配合计算详解引言绝缘子片数配置一直是设计工作的重点内容。也是注册电气工程师考察的重点对象。对刚刚入行的设计人员难度较大，最近有朋友询问过这个问题，便梳理一下知识点，在最后给大家提供一个算例作为探讨，该算例为2013年注册电气工程师案例题。架空输电线路的绝缘配合设计，应使线路在工频(运行)电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。架空输电线路的防污绝缘设计，应依照审定的污秽分区图划定的污秽等级，并结合线路附近的污秽和发展情况，综合考虑环境污秽变化因素，选择合适的绝缘子型式和片数，并适当留有裕度。绝缘子片数的确定可采用爬电比距法，也可采用污耐压法；因500kV及以下通常采用爬电比距法进行计算，故本次以爬电比距法为主要讲解方法，污耐压法在以后在公众号中公布。规定及计算公式先明确爬电距离和统一爬电比距的定义，在《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分：定义、信息和一般原则》(GB/T26218.1-2010)规范中明确定义如下：爬电距离：在绝缘子正常施加运行电压的导电部件之间沿其表面的最短距离或最短距离之和。统一爬电比距(USCD):绝缘子的爬电距离与绝缘子两端最高运行电压有效值的比值，即统一爬电比距计算公式如下：爬电比距：绝缘子的爬电距离与绝缘子两端运行电压(标称爬电比距：绝缘子的爬电距离与绝缘子两端运行电压(标称电压)的比值，即爬电比距计算公式如下:空莪于片款X空莪于片款X单片绝缘于奠屯宽蔑爬宅比楚=运行电压滂芯他期倏计计航注：上面两个公式的单片绝缘子爬电距离均需考虑有效系数，单为了方便直观，式中未进行表达。系统运行最高电压在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配(AnMU-长壬(AnMU-长壬习留-遂合设计规范》(GB/T50064-2014)中明确如下:系藐标寮老压kV110220330500系堤景富电压kV126252■:3项电兰有踏1受成计鼻现场污秽等级与统一爬电比距的关系:当前各网省公司对绝缘配置的要求根据当地有不同的要求，比如成都地区是按照统一爬电比距50mm/kV进行配置。根据电力系统污区分布区结合《110kV~750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）给出的爬电比距法如下：GB50545-2010根据电气距离（操作过电压和雷电过电压）确定悬垂串最少使用片数如下:GB50545-2010根据杆塔高度进行修正：全高超过40米有地线的杆塔，高度每增加10米，应比上表增加相当于高度为146mm的绝缘子，全高超过100米的杆塔，绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。GB50545-2010还规定高海拔地区（1000米以上）悬垂绝缘子串的片数，宜按下式计算:H表示溥披苗虔〔间； —一一凤表示垮曲敏电艮映气网于郤皂压街嬴|费漏说计计岩mH表示溥披苗虔〔间； —一一凤表示垮曲敏电艮映气网于郤皂压街嬴|费漏说计计岩m_呵^aiaismJff-ioaoj/iQoo(TiLrr 绝缘配合计算一般过程:污区分布图电压等级确定污移等级爬电比距法杆塔高度修正海拔1000米及以下垂缘于片数高海拔修正，确I定最缪配置片数r淹立芝源设济项算例（2013年注电真题）某500kV架空输电线工程：导线采用4XJL/G1A-630/45,子导线直径33.6mm,导线自重荷载为20.39N/m,基本风速33m/s,计算覆冰10mm。（提示，最高运行电压是额定电压的1.1倍）根据以下假定：计算确定若由XWP-300绝缘子组成悬垂单串，其片数应为多少?1.1所经地区海拔500m，等值盐密为0.1mg/cm3，按“高压架空线路污区分级标准”和运行经验确定污秽等级为 C级，运行最高相电压设计爬电比距按4.0cm/kV考虑;1.2 XWP-300绝缘子（公称爬电距离为1.2 XWP-300绝缘子（公称爬电距离为550mm,结构高度为195mm），在等值盐密为0.1mg/cm3，195mm），在等值盐密为4啾竺_一,「 -^-^25,66片，向上取整26片。GB51WS皿血规定：操作过电压及雷电过电压要求的晶少昌垂绝缘子串片舸迎心而言为：绪鹏度阳片如5氏Sffi1000米及仪下，25X^=19.87,向上取整20代，结构高度如果铁格全高麒邮米，健行高度修正。、晚速说无鼬行修正。肽或翻500米没锥过1000米进行翻修4 ：2输电线路设计计算所认最终配置26片。若线路所经地区海拔为3000m，污秽等级为C级，最高运行相电压设计爬电比距为4.0cm/kV考虑。XSP-300绝缘子（公称爬电距离为635mm，结构高度为195mm），测得爬电距离有效系数为0.9，特征指数为0.31，XSP-300绝缘子组成悬垂单串，其片数应为多少？n> =壬寻¥22.23片,向上取整23片。AgLpc0.9K63&海拔1口丸米及以下，25X—=19.87,向上取整网片，结构高度195mmo19b20<23,采用23片进行高海拔修正。GB50545-2010关于高海拔修正公式：Hh=neo.i2is^2（H-1000）/1000=23x .3ix（3cco-iooo）/iooo湛24.80J4；向上取整了-输电线路设计计算25片■>...了-输电线路设计计算所以,最绻配墨25片L海拔500m的D级污秽区，最高运行相电压盘形绝缘子（假定爬电距离有效系数为0.90），设计爬电比距按不小于5.0cm/kV考虑，复合绝缘子所要求的最小爬电距离应为多少？站；报据G05^45-2010有UXSOD111叫x、彳=——= 卫1764126mm01陌相根据Gfi5（J54^20107.0J S轻.虫灌真合绝缱子的鹰电距毫不直心于盘型绝蛰?j卷重污区其鹿电距寓不僵小于盘型缅我乎H小要求值得3/4且不成小于licm/kV-Lq 如=1323,&4mm触tLQ£513230.S4—工 二'6.4^nun/k'JUSOQ24.45<28,所以按照iBnimAVSg："5昨UMME ?输电线蜀议汁计算尚以品矩噫的是1嘴电距两成为1W某基塔全高100m，位于海拔500m，污秽等级为C级。最高运行相电压下爬电比距按4.0cm/kV考虑，悬垂单串的绝缘子型号为XWP-210绝缘子（公称爬电距离为550mm，结构高度为170mm），爬电距离有效系数为0.90，则绝缘子应为多少片？m>—:■一=———25.66片垣上取整跖片！k^Lgik9Xg£J该数值与结构高度无关，只与爬电距离有关。G&505445-20107.0.2规定：操作过电压及雷电过电压要求的最少悬垂绝缘子串片数对500kV而言归:结构高度155,片数在片。海拔1。。妹如E况言=跄如向上取整心，结构高度SEE如果铁塔全高超过40米，进行高度修正。竺竺x竺钮3砧片，结构高度套讪叩ID 1招冬兰x竺虽W5片，结构高度170mmo1017fl5.65+卫5=30,&5片，结构高度上55mmn海拔硕。米及以下，30.65xig^27.95,向上眼整E片，结钩高度1如522.79+5.15=27.94-；向上眼整业片卜