特高压电网的绝缘配合课件

特高压电网的绝缘配合陈维江武汉高压研究所2005/11/202004-12-141特高压电网的绝缘配合2004-12-141电气设备绝缘承受的各种电压电网中电气设备的绝缘，在运行中会受到以下几种电压的作用：工作电压：具有工频频率，持续地作用在绝缘上。其最大值，对地为系统最高相电压，相间为系统最高电压。。暂时过电压：因电网操作或故障引起的，持续时间较长的工频过电压和谐振过电压。操作过电压：因电网操作或故障引起的持续时间数毫秒、高阻尼振荡或非振荡过电压。雷电过电压：大自然雷击放电引起的过电压。

2004-12-142电气设备绝缘承受的各种电压电网中电气设备的绝缘，在运行中会受

电气设备的绝缘分类架空线路绝缘架空输电线路绝缘可分为两类：一类是导线与杆塔或大地之间的空气间隙，而另一类则是绝缘子。空气间隙有：导线对杆塔之间的空气间隙导线之间的空气间隙档距中间导线对地的空气间隙档距中间导线对地面上运输工具或传动机械间的空气间隙。2004-12-143

电气设备的绝缘分类架空线路绝缘2004-12-143电气设备的绝缘分类变电所绝缘

特高压变电所采用敞开式高压配电装置（AIS），空气是主要绝缘介质。导线与悬挂导线的架构之间采用绝缘子实现导线与地之间的绝缘。特高压变电所采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS)，则其GIS部分有六氟化硫（SF6）气体绝缘和内部合成绝缘子外，GIS尚有引入引出套管等绝缘元件。特高压变电所电气设备，如电力变压器、高压并联电抗器、电流互感器等为油纸非自恢复绝缘设备。2004-12-144电气设备的绝缘分类变电所绝缘2004-12-144电气设备的绝缘配合电气设备的绝缘，在上述4种电压作用下呈现出相应的绝缘强度，一般以其耐受电压或放电电压来表征。绝缘配合技术是在考虑运行环境和过电压保护装置特性的基础上，根据设备上可能出现的电压应力，科学合理的选择其绝缘水平，以获取可以接受的设备可靠性指标。在此过程中，应权衡设备造价、维修费用和故障损失，力求用较为合理的成本获得较好的经济效益。绝缘配合问题是技术问题，但最终还是经济问题。随着电网电压等级的提高，电气设备的绝缘费用占设备总投资的份额愈来愈大，特别是在特高压电网中，空气间隙的操作冲击放电电压呈现饱和特性，对操作过电压倍数的敏感性增强，更值得关注。

2004-12-145电气设备的绝缘配合电气设备的绝缘，在上述4种电压作用下呈现出绝缘配合的方法惯用法

惯用法绝缘配合，通常是使得电气设备的绝缘水平（BIL，SIL等）与作用的电压最大值之间保留一定裕度，即配合系数，以保证电气设备运行的安全。实质上，该系数是用于补偿在估计最大过电压和确定最低耐受电压时的误差。目前对电气设备非自恢复型内绝缘采用惯用法进行绝缘配合。统计法

对于绝缘子和空气间隙之类自恢复型绝缘而言，可将绝缘闪络电压和作用于绝缘的过电压作为两个独立的随机变量，采用统计法进行绝缘配合设计。2004-12-146绝缘配合的方法惯用法2004-12-146绝缘配合的方法统计法绝缘配合是在充分掌握绝缘放电电压和作用的过电压二者的统计规律和关键技术参数的基础上，通过对各种因素的敏感性分析，按可靠性指标(可接受的绝缘闪络放电次数)作出一个经济可靠的绝缘配合设计。

目前，在330kV及以上的超/特高压输电线路工程中，已广泛应用统计法进行绝缘配合。

此外，对于超/特高压变电所的空气间隙选择时则一般采用半统计法。该方法的前提是对于操作/雷电过电压不再视为随机变量，而是采用变电所内安装的金属氧化物避雷器(MOA)的相应保护水平。但是对于空气间隙的放电电压则视为随机变量，且为安全起见，间隙的50%放电电压较MOA的保护水平高出1/（1-3），此种配合方法保证了空气间隙闪络放电概率仅为0.00135。2004-12-147绝缘配合的方法统计法绝缘配合是在充分掌握绝缘放电电特高压输电线路的绝缘子特高压输电工程对绝缘子提出了更多更高的要求。如高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力和降低无线电干扰等。作为特高压架空输电线路的绝缘子，由于其悬挂的相导线根数多、截面大，加之风力、复冰等极苛刻的运行条件，因此必须有足够大的机械荷载能力。一般要有210、330和540kN。绝缘子运行中需要承受工作电压和操作过电压的作用，前者与绝缘子表面的爬电距离有关，后者则与绝缘子的结构高度有关。设计特高压输电线路绝缘子的造型，应充分注意这一特点,以使绝缘子串在承受上述两种电气荷载的特性方面能有较好的配合。2004-12-148特高压输电线路的绝缘子特高压输电工程对绝缘子提出了特高压输电线路的绝缘子鉴于目前我国大气环境条件尚不够良好，研究开发自清洗能力强、耐污闪的特高压输电线路用绝缘子，确是当务之急。基于国内外超高压架空输电线路复合绝缘子在污秽地区的良好运行特性，在较重污秽地区的特高压架空输电线路也宜采用复合绝缘子。前苏联的1150kV特高压架空输电线路大约采用了700多支复合绝缘子目前，国内合成绝缘子厂家，如山东泰光公司，已经研制出1000kV线路用复合绝缘子。2004-12-149特高压输电线路的绝缘子鉴于目前我国大气环境条件尚不特高压输电线路绝缘子的选择超/特高压架空输电线路的研究和工程经验表明，随着操作过电压的深度降低和环境污秽情况的加重，绝缘子串的片数主要由工作电压决定。选择方法爬电比距法：是确定不同污区绝缘子爬电距离最常用的方法。在国内外大量使用，简便直观。式中

m—每串绝缘子的片数；Um—系统最高电压，kV；λ—绝缘子的爬电比距，mm/kV；L0—每片悬式绝缘子的几何爬电距离,mm；Ke—绝缘子爬电距离的有效系数2004-12-1410特高压输电线路绝缘子的选择超/特高压架空输电线路的研究和工程污耐压法：对每种绝缘子在尽可能模拟实际污秽的各种污秽度、污秽分布下做大量的人工污秽试验，从闪络电压的试验结果中计算出绝缘子在不同污秽度下的闪络电压或耐受电压。然后按照系统必须保证的耐受电压Us，计算出需要的绝缘子片数。使用污耐压法进行绝缘子选择时，不仅要考虑单串绝缘子的耐受电压，还必须考虑在可接受的闪络概率下，一定区域内，几十串、上百串绝缘子同时面临污闪气象条件时，多串绝缘子的污耐受电压。2004-12-1411污耐压法：对每种绝缘子在尽可能模拟实际污秽的各种污秽度、污秽式中

—升降法确定的平均（50%）闪络电压，kV；—污秽闪络电压的变差系数，10％。单串绝缘子的耐受电压：多串绝缘子的耐受电压：N串绝缘子闪络的概率pn与单串绝缘子闪络的概率p的关系是：，利用该公式能计算出可接受pn下的单串绝缘子闪络的概率p。例如，若n＝100～120串，pn＝95％，则可求出p＝99.95~99.96%。下表给出了多串绝缘子95％耐受电压与单串绝缘子耐受电压的关系。并联串数n11050100～12010.880.840.792004-12-1412式中—升降法确定的平均（50%）闪络电压，kV绝缘子串前苏联日本悬垂串串形I串和V串I串材料和材料盘形，玻璃盘形，瓷盘径（mm）300320390320340380额定机械破坏负荷（kN）210300400330420540片数44－5543－4549－61403832绝缘子串数/相1－21－22－422－32串长（m）8-1010－1412－147.87.97.68耐张串形状和材料盘形，玻璃盘形，瓷盘径（mm）320320340380额定机械破坏负荷（kN）300330420520片数47－57403832绝缘子串数/相4444串长（m）12－147.87.797.68前苏联和日本特高压输电线路绝缘子串配置

2004-12-1413绝缘子串前苏联日本悬垂串串形I串和V串I串材料和材料盘形，玻中国1000kV输电线路在不同污秽地区的I型绝缘子片数(爬电比距法)

污区等级XWP-160XWP-300片数串长（m）片数串长（m）轻污秽477.3448.6中等污秽599.25510.7中国1000kV输电线路I型绝缘子串的片数和串长(污耐受电压法)

污秽等级等值盐密XWP2-160XWP-300片数串长（m）片数串长（m）轻污秽0.03～0.06528.06418.00中等污秽0.06～0.1619.46489.36重污秽0.1～0.257411.475911.512004-12-1414中国1000kV输电线路在不同污秽地区的I型绝缘子片数(爬电中国1000kV输电线路V型绝缘子串的绝缘子片数和串长(污耐受电压法)污秽等级等值盐密XWP-300片数串长（m）轻污秽0.03～0.06387.41中等污秽0.06～0.1448.58重污秽0.1～0.255410.53很重污秽0.25～0.355811.312004-12-1415中国1000kV输电线路V型绝缘子串的绝缘子片数和串长(污耐中国1000kV输电线路的三层伞型绝缘子片数和串长污秽等级等值盐密XSP-300，I串XSP-300，V串片数串长（m）片数串长（m）轻污秽0.03～0.06377.22346.63中等污秽0.06～0.1438.39397.61重污秽0.1～0.255210.14489.36很重污秽0.25～0.355510.73519.952004-12-1416中国1000kV输电线路的三层伞型绝缘子片数和串长污秽等级等

特高压架空输电线路的绝缘子串选型小结：综合考虑国内外特高压工程经验，1000kV级输电线路杆塔中相可采用V串，边相采用I串，而对同塔双回的情况，则宜采用I串。在轻污秽地区和中等污秽地区，应采用300kN和400kN的双层伞型和三层伞型瓷绝缘子。2004-12-1417特高压架空输电线路的绝缘子串选型小结：2004-12-14在重污秽和很重污秽地区（3、4级污区），应采用复合绝缘子，其额定机械破坏负荷取300kN和400kN，爬电比距取传统瓷绝缘子的4/5。V串和I串的复合绝缘子的结构高度都为9.1m。对于更高海拔高度地区绝缘子片数的选择，还待获得进一试验数据后进行。2004-12-1418在重污秽和很重污秽地区（3、4级污区），应采用复合绝缘子，其特高压输电线路空气间隙的选择空气间隙的放电特性

空气间隙的放电电压与作用的电压种类、极性(操作/雷电过电压)、波形(操作过电压的波头长度)、构成空气间隙电极的形状、距离以及所在地区的空气气象参数等因素有关。正极性操作/雷电过电压作用时，空气间隙呈现出较小的放电电压。

冲击波的波头长度与放电电压的关系非常密切。当冲击波波头长度在数百微秒左右，有最小的放电电压。当间隙长度增加时，相应于最小放电电压的冲击波波头长度也变大。2004-12-1419特高压输电线路空气间隙的选择空气间隙的放电特性2004-12

特高压电网中操作过电压的研究表明，操作过电压的波头长度为600到4500μs。线路上全部过电压中，有90%以上的波头长大于1000μs。考虑到这些数据，前苏联学者推荐试验冲击电压的波头长度等于1000μs。

当冲击波波头在1000～5000μs范围内变化时，长空气间隙的试验结果基本是相同的。中国电科院针对500kV电网的研究表明，操作过电压的波头在绝大多数的情况下都超过2000μs。近期武高所对我国特高压1000kV示范工程的研究显示，操作过电压的波头都超过3000μs。

特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1420特高压电网中操作过电压的研究表明，操作过电压的波头长导线对杆塔的空气间隙

（曲线1～4、5、6—50%放电电压；1～4—操作冲击；5、6—雷电冲击；1～5—正极性；6—负极性曲线1—导线对横担；2、5、6—导线对横担及立柱；3—导线对横担及两立柱；4—导线处于塔窗内。导线铁塔所有构件（横担、立柱、下横梁）的距离相等时，导线对铁塔空气间隙的放电电压曲线（铁塔断面为1×1m2）特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1421导线对杆塔的空气间隙（曲线1～4、5、6—50%放电电压；1导线对地的空气间隙

曲线1～7—正极性；8～10—负极性；1～6、9—操作冲击；7、10—雷电冲击；1～3、7、8、10—线下无运输工具的模型；4～6、9—线下有运输工具的模型；曲线1、4—导线型号为2×AC-300/66及4×AC-300/66；2、5、8、9—导线型号为8×AC-400/51，rp=0.6m；3～6—导线型号为8×AC-400/51，rp=1.5m导线（档中）对地空气间隙与其放电电压关系曲线特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1422导线对地的空气间隙曲线1～7—正极性；8～10—负极性；1特高压输电线路空气间隙的选择波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数（％）2.04.022090.35.026980.55.932350.21205.015693.75.917552.17.019165.22505.016205.15.917142.37.018423.5特高压拉V塔中相V串导线对横担冲击放电试验结果2004-12-1423特高压输电线路空气间隙的选择波前时间（us）间隙距离（m）5波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数（％）4355.017694.25.918614.07.019535.07205.018072.45.919903.77.020759.550005.0190611.35.921597.87.022505.4特高压输电线路空气间隙的选择特高压拉V塔中相V串导线对横担冲击放电试验结果(续）2004-12-1424波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数5.0m5.9m7.0m最低放电电压/波头时间1569/1201714/2501842/250间隙距离特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1425最低放电电压/波头时间间隙距离特高压输电线路空气间隙的选择2工作电压下导线对杆塔空气间隙的选择

工作电压下，选择的导线对杆塔空气间隙，其50%放电压应符合下式要求：

对于高海拔地区，间隙距离需要气象修正。

2004-12-1426工作电压下导线对杆塔空气间隙的选择工作电压下操作过电压下导线对杆塔空气间隙的选择

操作过电压下特高压架空输电线路的空气间隙是按统计法选择的。导线对杆塔空气间隙的操作冲击50％放电电压试验数据见下表。

间隙距离（m）气压（KPa）气温（0C）湿温（0C）U50％(kV)标偏（％）5.12100.8230.825.31780.78.16100.9731252008.84.17101.1129.525.52158.25.38101.0726.821.82428.25.09101.4424.5202551.35.22004-12-1427操作过电压下导线对杆塔空气间隙的选择操作过根据以往的经验公式及上图给出的试验曲线可以得到导线－构架空气间隙的U50％与间距的关系表达式为：D为间距（5－10m）2004-12-1428根据以往的经验公式及上图给出的试验曲线可以得到导操作过电压要求的导线对杆塔的空气间隙绝缘子串形式统计操作过电压(p.u.)间隙距离（m）塔窗中V串1.66.51.77.3塔窗外V串1.66.21.76.9塔窗外I串1.65.01.75.5以塔窗中V串间隙为例，统计操作过电压1.6p.u.比1.7p.u.的空气间隙距离可减少0.8m。这意味着可使杆塔窗口宽度紧缩1.6m，其经济价值将是可观的。由此可见，在对特高压输电工程的操作过电压控制方面，应尽更大努力，力求将输电线路上相对地统计操作过电压限制得更低一些。

2004-12-1429操作过电压要求的导线对杆塔的空气间隙绝缘子串形式统计操作过电特高压架空输电线路导线对杆塔的空气间隙

特高压架空输电线路导线对杆塔的空气间隙(m)国别工作电压操作过电压雷电过电压V串I串V串I串中国3.06.5(7.3)/6.2(6.9)5.0(5.5)7.4/6.66.4/5.8前苏联2.58.0-9.06.0-7.0——日本3.09/3.21—6.0/6.555.69/6.75—6.626.22004-12-1430特高压架空输电线路导线对杆塔的空气间隙特高压架空输电线路导过电压作用时间(s)12002050.03p.u1.11.31.351.6

前苏联对特高压电气设备承受暂时过电压的要求值如下表所示。特高压电气设备的交流试验电压日本特高压电气设备交流耐压试验电压值与作用时间：变压器

1.5p.u.(1h)＋p.u.(5min)＋1.5p.u.(1h)GIS1.5p.u.(30min)＋p.u.(1min)＋1.5p.u.(30min)电气设备的耐压水平2004-12-1431过电压作用时间(s)12002050.03p.u1.11.3

综合上述，对我国特高压电气设备的交流短时感应耐受电压(ACSD)/外施耐受电压，可按日本的数据(电压：1100kV；时间：对变压器/GIS为5min/1min)要求。

2004-12-1432综合上述，对我国特高压电气设备特高压电气设备的操作/雷电冲击耐受电压

避雷器参数：额定电压Ur＝828kV持续运行电压Uc＝636kV8/20us20kA下残压不大于1624kV30/60us2kA下残压不大于1456kV2004-12-1433特高压电气设备的操作/雷电冲击耐受电压避雷器参数：额定电压

参照IEC71—2(1996)绝缘配合第二部份使用导则和DL/T620-1997等有关标淮，取绝缘配合系数如下：变压器、高压并联电抗器、开关设备和电压、电流互感器等内绝缘的操作冲击绝缘配合系数均取1.15。变压器内绝缘的雷电冲击绝缘配合系数取1.15，且考虑运行老化因素再再引入一裕度系数1.15。高压并联电抗器、开关设备和电压、电流互感器等考虑保护距离的因素，其内绝缘的雷电冲击绝缘配合系数取1.4。2004-12-1434参照IEC71—2(1996)绝缘配合第二部份变压器内绝缘耐受电压国别设备最高电压(kV,rms)雷电冲击(kV)操作冲击(kV)日本110019501425前苏联120024001950设备最高电压(kV,rms)雷电冲击耐压(kV)操作冲击耐压(kV)变压器其它设备变压器其它设备11002250240018001800中国特高压电气设备内、外绝缘冲击耐受电压

2004-12-1435变压器内绝缘耐受电压国别设备最高雷电冲操作冲日本110019特高压电网的绝缘配合陈维江武汉高压研究所2005/11/202004-12-1436特高压电网的绝缘配合2004-12-141电气设备绝缘承受的各种电压电网中电气设备的绝缘，在运行中会受到以下几种电压的作用：工作电压：具有工频频率，持续地作用在绝缘上。其最大值，对地为系统最高相电压，相间为系统最高电压。。暂时过电压：因电网操作或故障引起的，持续时间较长的工频过电压和谐振过电压。操作过电压：因电网操作或故障引起的持续时间数毫秒、高阻尼振荡或非振荡过电压。雷电过电压：大自然雷击放电引起的过电压。

2004-12-1437电气设备绝缘承受的各种电压电网中电气设备的绝缘，在运行中会受

电气设备的绝缘分类架空线路绝缘架空输电线路绝缘可分为两类：一类是导线与杆塔或大地之间的空气间隙，而另一类则是绝缘子。空气间隙有：导线对杆塔之间的空气间隙导线之间的空气间隙档距中间导线对地的空气间隙档距中间导线对地面上运输工具或传动机械间的空气间隙。2004-12-1438

电气设备的绝缘分类架空线路绝缘2004-12-143电气设备的绝缘分类变电所绝缘

特高压变电所采用敞开式高压配电装置（AIS），空气是主要绝缘介质。导线与悬挂导线的架构之间采用绝缘子实现导线与地之间的绝缘。特高压变电所采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS)，则其GIS部分有六氟化硫（SF6）气体绝缘和内部合成绝缘子外，GIS尚有引入引出套管等绝缘元件。特高压变电所电气设备，如电力变压器、高压并联电抗器、电流互感器等为油纸非自恢复绝缘设备。2004-12-1439电气设备的绝缘分类变电所绝缘2004-12-144电气设备的绝缘配合电气设备的绝缘，在上述4种电压作用下呈现出相应的绝缘强度，一般以其耐受电压或放电电压来表征。绝缘配合技术是在考虑运行环境和过电压保护装置特性的基础上，根据设备上可能出现的电压应力，科学合理的选择其绝缘水平，以获取可以接受的设备可靠性指标。在此过程中，应权衡设备造价、维修费用和故障损失，力求用较为合理的成本获得较好的经济效益。绝缘配合问题是技术问题，但最终还是经济问题。随着电网电压等级的提高，电气设备的绝缘费用占设备总投资的份额愈来愈大，特别是在特高压电网中，空气间隙的操作冲击放电电压呈现饱和特性，对操作过电压倍数的敏感性增强，更值得关注。

2004-12-1440电气设备的绝缘配合电气设备的绝缘，在上述4种电压作用下呈现出绝缘配合的方法惯用法

惯用法绝缘配合，通常是使得电气设备的绝缘水平（BIL，SIL等）与作用的电压最大值之间保留一定裕度，即配合系数，以保证电气设备运行的安全。实质上，该系数是用于补偿在估计最大过电压和确定最低耐受电压时的误差。目前对电气设备非自恢复型内绝缘采用惯用法进行绝缘配合。统计法

对于绝缘子和空气间隙之类自恢复型绝缘而言，可将绝缘闪络电压和作用于绝缘的过电压作为两个独立的随机变量，采用统计法进行绝缘配合设计。2004-12-1441绝缘配合的方法惯用法2004-12-146绝缘配合的方法统计法绝缘配合是在充分掌握绝缘放电电压和作用的过电压二者的统计规律和关键技术参数的基础上，通过对各种因素的敏感性分析，按可靠性指标(可接受的绝缘闪络放电次数)作出一个经济可靠的绝缘配合设计。

目前，在330kV及以上的超/特高压输电线路工程中，已广泛应用统计法进行绝缘配合。

此外，对于超/特高压变电所的空气间隙选择时则一般采用半统计法。该方法的前提是对于操作/雷电过电压不再视为随机变量，而是采用变电所内安装的金属氧化物避雷器(MOA)的相应保护水平。但是对于空气间隙的放电电压则视为随机变量，且为安全起见，间隙的50%放电电压较MOA的保护水平高出1/（1-3），此种配合方法保证了空气间隙闪络放电概率仅为0.00135。2004-12-1442绝缘配合的方法统计法绝缘配合是在充分掌握绝缘放电电特高压输电线路的绝缘子特高压输电工程对绝缘子提出了更多更高的要求。如高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力和降低无线电干扰等。作为特高压架空输电线路的绝缘子，由于其悬挂的相导线根数多、截面大，加之风力、复冰等极苛刻的运行条件，因此必须有足够大的机械荷载能力。一般要有210、330和540kN。绝缘子运行中需要承受工作电压和操作过电压的作用，前者与绝缘子表面的爬电距离有关，后者则与绝缘子的结构高度有关。设计特高压输电线路绝缘子的造型，应充分注意这一特点,以使绝缘子串在承受上述两种电气荷载的特性方面能有较好的配合。2004-12-1443特高压输电线路的绝缘子特高压输电工程对绝缘子提出了特高压输电线路的绝缘子鉴于目前我国大气环境条件尚不够良好，研究开发自清洗能力强、耐污闪的特高压输电线路用绝缘子，确是当务之急。基于国内外超高压架空输电线路复合绝缘子在污秽地区的良好运行特性，在较重污秽地区的特高压架空输电线路也宜采用复合绝缘子。前苏联的1150kV特高压架空输电线路大约采用了700多支复合绝缘子目前，国内合成绝缘子厂家，如山东泰光公司，已经研制出1000kV线路用复合绝缘子。2004-12-1444特高压输电线路的绝缘子鉴于目前我国大气环境条件尚不特高压输电线路绝缘子的选择超/特高压架空输电线路的研究和工程经验表明，随着操作过电压的深度降低和环境污秽情况的加重，绝缘子串的片数主要由工作电压决定。选择方法爬电比距法：是确定不同污区绝缘子爬电距离最常用的方法。在国内外大量使用，简便直观。式中

m—每串绝缘子的片数；Um—系统最高电压，kV；λ—绝缘子的爬电比距，mm/kV；L0—每片悬式绝缘子的几何爬电距离,mm；Ke—绝缘子爬电距离的有效系数2004-12-1445特高压输电线路绝缘子的选择超/特高压架空输电线路的研究和工程污耐压法：对每种绝缘子在尽可能模拟实际污秽的各种污秽度、污秽分布下做大量的人工污秽试验，从闪络电压的试验结果中计算出绝缘子在不同污秽度下的闪络电压或耐受电压。然后按照系统必须保证的耐受电压Us，计算出需要的绝缘子片数。使用污耐压法进行绝缘子选择时，不仅要考虑单串绝缘子的耐受电压，还必须考虑在可接受的闪络概率下，一定区域内，几十串、上百串绝缘子同时面临污闪气象条件时，多串绝缘子的污耐受电压。2004-12-1446污耐压法：对每种绝缘子在尽可能模拟实际污秽的各种污秽度、污秽式中

—升降法确定的平均（50%）闪络电压，kV；—污秽闪络电压的变差系数，10％。单串绝缘子的耐受电压：多串绝缘子的耐受电压：N串绝缘子闪络的概率pn与单串绝缘子闪络的概率p的关系是：，利用该公式能计算出可接受pn下的单串绝缘子闪络的概率p。例如，若n＝100～120串，pn＝95％，则可求出p＝99.95~99.96%。下表给出了多串绝缘子95％耐受电压与单串绝缘子耐受电压的关系。并联串数n11050100～12010.880.840.792004-12-1447式中—升降法确定的平均（50%）闪络电压，kV绝缘子串前苏联日本悬垂串串形I串和V串I串材料和材料盘形，玻璃盘形，瓷盘径（mm）300320390320340380额定机械破坏负荷（kN）210300400330420540片数44－5543－4549－61403832绝缘子串数/相1－21－22－422－32串长（m）8-1010－1412－147.87.97.68耐张串形状和材料盘形，玻璃盘形，瓷盘径（mm）320320340380额定机械破坏负荷（kN）300330420520片数47－57403832绝缘子串数/相4444串长（m）12－147.87.797.68前苏联和日本特高压输电线路绝缘子串配置

2004-12-1448绝缘子串前苏联日本悬垂串串形I串和V串I串材料和材料盘形，玻中国1000kV输电线路在不同污秽地区的I型绝缘子片数(爬电比距法)

污区等级XWP-160XWP-300片数串长（m）片数串长（m）轻污秽477.3448.6中等污秽599.25510.7中国1000kV输电线路I型绝缘子串的片数和串长(污耐受电压法)

污秽等级等值盐密XWP2-160XWP-300片数串长（m）片数串长（m）轻污秽0.03～0.06528.06418.00中等污秽0.06～0.1619.46489.36重污秽0.1～0.257411.475911.512004-12-1449中国1000kV输电线路在不同污秽地区的I型绝缘子片数(爬电中国1000kV输电线路V型绝缘子串的绝缘子片数和串长(污耐受电压法)污秽等级等值盐密XWP-300片数串长（m）轻污秽0.03～0.06387.41中等污秽0.06～0.1448.58重污秽0.1～0.255410.53很重污秽0.25～0.355811.312004-12-1450中国1000kV输电线路V型绝缘子串的绝缘子片数和串长(污耐中国1000kV输电线路的三层伞型绝缘子片数和串长污秽等级等值盐密XSP-300，I串XSP-300，V串片数串长（m）片数串长（m）轻污秽0.03～0.06377.22346.63中等污秽0.06～0.1438.39397.61重污秽0.1～0.255210.14489.36很重污秽0.25～0.355510.73519.952004-12-1451中国1000kV输电线路的三层伞型绝缘子片数和串长污秽等级等

特高压架空输电线路的绝缘子串选型小结：综合考虑国内外特高压工程经验，1000kV级输电线路杆塔中相可采用V串，边相采用I串，而对同塔双回的情况，则宜采用I串。在轻污秽地区和中等污秽地区，应采用300kN和400kN的双层伞型和三层伞型瓷绝缘子。2004-12-1452特高压架空输电线路的绝缘子串选型小结：2004-12-14在重污秽和很重污秽地区（3、4级污区），应采用复合绝缘子，其额定机械破坏负荷取300kN和400kN，爬电比距取传统瓷绝缘子的4/5。V串和I串的复合绝缘子的结构高度都为9.1m。对于更高海拔高度地区绝缘子片数的选择，还待获得进一试验数据后进行。2004-12-1453在重污秽和很重污秽地区（3、4级污区），应采用复合绝缘子，其特高压输电线路空气间隙的选择空气间隙的放电特性

空气间隙的放电电压与作用的电压种类、极性(操作/雷电过电压)、波形(操作过电压的波头长度)、构成空气间隙电极的形状、距离以及所在地区的空气气象参数等因素有关。正极性操作/雷电过电压作用时，空气间隙呈现出较小的放电电压。

冲击波的波头长度与放电电压的关系非常密切。当冲击波波头长度在数百微秒左右，有最小的放电电压。当间隙长度增加时，相应于最小放电电压的冲击波波头长度也变大。2004-12-1454特高压输电线路空气间隙的选择空气间隙的放电特性2004-12

特高压电网中操作过电压的研究表明，操作过电压的波头长度为600到4500μs。线路上全部过电压中，有90%以上的波头长大于1000μs。考虑到这些数据，前苏联学者推荐试验冲击电压的波头长度等于1000μs。

当冲击波波头在1000～5000μs范围内变化时，长空气间隙的试验结果基本是相同的。中国电科院针对500kV电网的研究表明，操作过电压的波头在绝大多数的情况下都超过2000μs。近期武高所对我国特高压1000kV示范工程的研究显示，操作过电压的波头都超过3000μs。

特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1455特高压电网中操作过电压的研究表明，操作过电压的波头长导线对杆塔的空气间隙

（曲线1～4、5、6—50%放电电压；1～4—操作冲击；5、6—雷电冲击；1～5—正极性；6—负极性曲线1—导线对横担；2、5、6—导线对横担及立柱；3—导线对横担及两立柱；4—导线处于塔窗内。导线铁塔所有构件（横担、立柱、下横梁）的距离相等时，导线对铁塔空气间隙的放电电压曲线（铁塔断面为1×1m2）特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1456导线对杆塔的空气间隙（曲线1～4、5、6—50%放电电压；1导线对地的空气间隙

曲线1～7—正极性；8～10—负极性；1～6、9—操作冲击；7、10—雷电冲击；1～3、7、8、10—线下无运输工具的模型；4～6、9—线下有运输工具的模型；曲线1、4—导线型号为2×AC-300/66及4×AC-300/66；2、5、8、9—导线型号为8×AC-400/51，rp=0.6m；3～6—导线型号为8×AC-400/51，rp=1.5m导线（档中）对地空气间隙与其放电电压关系曲线特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1457导线对地的空气间隙曲线1～7—正极性；8～10—负极性；1特高压输电线路空气间隙的选择波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数（％）2.04.022090.35.026980.55.932350.21205.015693.75.917552.17.019165.22505.016205.15.917142.37.018423.5特高压拉V塔中相V串导线对横担冲击放电试验结果2004-12-1458特高压输电线路空气间隙的选择波前时间（us）间隙距离（m）5波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数（％）4355.017694.25.918614.07.019535.07205.018072.45.919903.77.020759.550005.0190611.35.921597.87.022505.4特高压输电线路空气间隙的选择特高压拉V塔中相V串导线对横担冲击放电试验结果(续）2004-12-1459波前时间（us）间隙距离（m）50％放电电压（kV）变异系数5.0m5.9m7.0m最低放电电压/波头时间1569/1201714/2501842/250间隙距离特高压输电线路空气间隙的选择2004-12-1460最低放电电压/波头时间间隙距离特高压输电线路空气间隙的选择2工作电压下导线对杆塔空气间隙的选择

工作电压下，选择的导线对杆塔空气间隙，其50%放电压应符合下式要求：

对于高海拔地区，间隙距离需要气象修正。

2004-12-1461工作电压下导线对杆塔空气间隙的选择工作电压下操作过电压下导线对杆塔空气间隙的选择

操作过电压下特高压架空输电线路的空气间隙是按统计法选择的。导线对杆塔空气间隙的操作冲击50％放电电压试验数据见下表。

间隙距离（m）气压（KPa）气温（0C）湿温（0C）U50％(kV)标偏（％）5.12100.8230.825.31780.78.16100.9731252008.84.17101.1129.525.52158.25.38101.0726.821.82428.25.09101.4424.5202551.35.22004-12-1462操作过电压下导线对杆塔空气间隙的选择操作过根据以往的经验公式及上图给出的试验曲线可以得到导线－构架空气间隙的U50％与间距的关系表达式