11电力系统绝缘配合

华科,电气,高电压工程,林福昌,李化

高电压技术高电压工程系 林福昌 李 化fclin@http:// leehua@http://

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11 电力系统绝缘配合

11.1 概述

11.2 中性点接地方式对绝缘水平影响11.3 绝缘配合惯用法和电气设备绝缘水平的确定 11.4 绝缘配合的统计法 11.5 架空线路的绝缘水平

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电气设备绝缘击穿是造成停电的主要原因之一。 电力系统运行的可靠性，在很大程度上取决于设 备的绝缘水平和工作状况。 为提高系统可靠性，需合理确定绝缘水平。

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11.1.1 绝缘配合的基本概念

绝缘配合，就是在技术上综合考虑电气设备在系统中可能承受到的各种作用电压(工作电压和过电压)、 保护装置的特性和设备绝缘耐受能力三者之间的互相

配合关系，在经济上综合考虑设备的造价、维护费用和绝缘故障引起的事故损失，合理地确定设备的绝缘 水平，从而使电气设备绝缘故障率或停电事故率降低

到在经济上和运行上可以接受的水平，达到安全运行和经济上总体效益最高的目的。

核心是确定各种电气设备的绝缘水平 。

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电力系统绝缘配合典型例子

同杆架设的双回路之间的绝缘配合 各种保护装置的绝缘配合 各种外绝缘之间的绝缘配合 被保护装置与保护装置

对绝缘水平选取起主要作用过电压 220kV及以下：大气过电压 330kV及以上超高压：操作过电压 1000kV及以上特高压：工频过电压

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雷电冲击保护水平/操作冲击保护水平

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11.1.2 绝缘配合的发展过程第一阶段：多级配合 1940年前，避雷器的保护性能及电气特性较差。Ub内绝缘

问题：上一级伏秒特性下限高 于下一级(15%-20%),内 绝缘水平提的很高。

套管上的 并联间隙

外绝缘(套管)

避雷器

操作过电压

t

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第二阶段：惯用法 1940年后，避雷器保护特性和质量稳定性不断改善； 两级配合方法：仅与避雷器进行绝缘配合； 电气设备绝缘的水平高于避雷器的保护水平，按 “最 大过电压”和“最小绝缘强度”的概念进行配合；

绝缘强度应高于可能出现的过电压，且需留有一定的裕度。

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第三阶段：统计法 原则：容许冒一定的风险(闪络、击穿概率),有效地减小绝缘裕度，获得优化的经济指标。 前提：已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性， 用计算方法求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率。 优点：不仅定量地给出设计的安全程度，并能按照使

每年设备折旧费、运行费及事故损失费最小的原则进行优化设计。

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11 电力系统绝缘配合

11.1 概述

11.2 中性点接地方式对绝缘水平影响11.3 绝缘配合惯用法和电气设备绝缘水平

的确定 11.4 绝缘配合的统计法 11.5 架空线路的绝缘水平

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11.2 中性点接地方式对绝缘水平的影响 中性点接地方式

非有效接地：不接地或经高阻接地，谐振接地 有效接地：直接接地或经低值阻抗接地

对绝缘水平的影响

长期工作电压 暂态电压：雷电过电压和内部过电压

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(1)最大长期工作电压 中性点非有效接地系统：单相接地故障时，健全相上的工

作电压升高到线电压，再考虑最大工作电压，最大长期工

U 作电压为(1.1~1.15) n 。Un 在有效接地系统中，最大长期工作电压仅为 3

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(2)雷电过电压取决于避雷器保护水平。有效接地系统中所用避雷器阀片

数目相对较少、残压较中性点非有效接地系统低20%左右。

(3)内部过电压在有效接地系统低20%~30%左右。避雷器阀片数目和间隙均可减少。

结论：中性点有效接地系统的绝缘水平可比非有效接

地系统低20%左右。

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中性点有效接地问题：短路电流大、影响供电可靠性，故 障电流电动力大，造成设备绝缘损坏。 如何选择中性点接地方式？取决于绝缘的代价。

110kV及以上系统，绝缘费用在总建设费用中所占比重较 大，采用有效接地方式。

在66kV及以下的系统，绝缘费用所占比重不大，降低绝缘水平在经济上的好处不明显，一般采用非有效接地方式。

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经电阻接地方式 配电网发展很快，采用电缆的比重不断增加，运行方式经 常变化，消弧线圈调谐困难，并易引发多相短路。

改用中性点经低值或中值电阻接地的方式，属于有效接地系统，发生单相接地故障时立即跳闸。 方法：在中性点与地之间串联接入电阻器。

吸收能量，减少电弧重燃可能性，抑制过电压；

提高继电保护装置的灵敏度，有效保护系统正常运行。