變電所電氣裝置的絕緣配合
摘要：按照電力系統**現的各種電壓（工作電壓和過電壓）和保護裝置的特性來確定電氣裝置的絕緣水平稱為絕緣配合。絕緣水平是電氣裝置的試驗電壓值。
關鍵字：絕緣配合、工頻電壓操作過電壓雷電過電壓
0、引言：
隨著電網的快速發展，電氣裝置的絕緣配合所涉及的內容是製造部門、設計部門、電力企業極為重視的問題，只有選用合理的絕緣配合設計方案和電氣裝置試驗電壓，並全面考慮裝置造價、維護費和故障損失三方面的具體情況，才能最終達到合理、安全、經濟、高質量發、供電的目地。
我們可以從以下方面充分了解變電所電氣裝置的絕緣配合
1、系統執行**現在裝置絕緣上的電壓：
1.1、正常執行時的工頻電壓
1.2、暫時過電壓（工頻過電壓、諧振過電壓）
1.3、操作過電壓
1.4、雷電過電壓
1.5、系統最高電壓3.5kv≤ um≤252k
2、中性點接地方式對絕緣水平的影響：
電網中性點的接地方式對絕緣承受的電壓有較大的影響。中性點
接地系統，相對地的絕緣所承受的最大工作電壓為相電壓，其選用的避雷器滅弧電壓（額定電壓）較低，其衝擊放電電壓和殘壓也較低，而中性點非接直接接地系統中允許單相接地故障執行0.5h或2h，它的最大工作電壓為線電壓。其選用的避雷器滅弧電壓（額定電壓）較高，其衝擊放電電壓和殘壓也較高，因此，中性點接地系統中，變電站電氣裝置的雷電過電壓比非直接接地系統要低約20%。
操作過電壓是在相電壓的基礎上產生的，另外因三相間的互相聯絡可能是在超過相電壓甚至**電壓基礎上產生的，所以中性點接地系統的操作過電壓比中性點非直接接地系統約低20%~30%。
3、變電所電氣裝置與工頻電壓的絕緣配合：
3.1、工頻執行電壓下電氣裝置電瓷外絕緣的爬電距離應符合相
應環境汙穢分級條件下的爬電比距要求：如表一：
表一：變電所各汙穢等級下的爬電比距分級數值:
3.2、斷路器同極斷口間滅弧室瓷套的爬電比距不應小於對地爬電比距要求值的1.15倍 (252kv以下)。
3.3、變壓器內絕緣在工頻電壓作用下正常執行，變壓器的耐壓值為1.5倍系統最高相電壓。
3.4、變電所電氣裝置應能承受一定幅值和時間的工頻過電壓和諧振過電壓。
4、變電所電氣裝置與操作過電壓的絕緣配合：
根據dl/t620-1997及《電力裝置過電壓保護設計技術規程》中
給出計算用最大操作過電壓倍數見表二：
表二：最大操作過電壓計算倍數
注：(1)、所列資料是指相對地絕緣情況。
(2)、計算倍數是以電網最高執行相電壓峰值為基準電壓。
(3)、對於220kv及以下電網相間過電壓採用相對地過電壓的1.3~1.4倍。
在計算最大操作過電壓的計算結果後，根據電氣裝置內、外絕緣的操作衝擊耐受電壓，合理選用電氣裝置的絕緣配合。對於220kv及以下變電所一般只涉及到變電所絕緣子串、空氣間隙的操作過電壓要求的絕緣水平。
5、變電所電氣裝置與雷電過電壓的絕緣配合：
最大雷電過電壓是按避雷器通過標稱放電電流時的殘壓來決定。
5.1、變壓器內、外絕緣的全波額定雷電衝擊耐壓與變電所避雷器標稱放電電流下的殘壓間的配合係數為1.4。
5.2、併聯電抗器、高壓電器、電流互感器、單獨試驗的套管、
母線支援絕緣子及電纜和其附件等的全波額定雷電衝擊耐壓與避雷器標稱放電電流下的殘壓間的配合係數取1.4。
5.3、變壓器、併聯電抗器及電流互感器截波額定雷電衝擊耐壓
取相應裝置全波額定雷電衝擊耐壓的1.1倍。
5.4、斷路器同極斷口間內絕緣以及斷路器、隔離開關同極斷口間外絕緣的全波雷電衝擊耐壓u1d應滿足：
u1n----斷路器、隔離開關全波額定雷電衝擊耐壓，kv。
6、電氣裝置隨其所在系統接地方式的不同，暫時過電壓的判別及所選用的保護用避雷器形式、特性的差異、有著不同的耐受電壓要求，現在的裝置廠家已在產口樣本上詳細的列出了電氣裝置的耐受電壓值（雷電衝擊耐受電壓、短時工頻耐受電壓），以供設計、執行部門簡便、快捷的選用。
7、結束語：
改革開放以來，電網的快速發展，電網的整體結構也在不段變化，由於電網中性點的接地方式的不同對絕緣承受的電壓也有較大的影響，所以在變電所的改造擴建過程中也應將電氣裝置的絕緣配合考慮在內，適時進行調整和改造，使的電力企業安全、穩步的發展。
絕緣配合
科技名詞定義
中文名稱：
絕緣配合
英文名稱：
insulation coordination
定義：考慮所採用的過電壓保護措施後，根據可能作用的過電壓、裝置的絕緣特性及可能影響絕緣特性的因素，合理選擇裝置絕緣水平的方法。
所屬學科：
電力（一級學科）；高電壓技術（二級學科）
電力系統中用以確定輸電線路和電工裝置絕緣水平的原則、方法和規定。研究絕緣配合的目的在於綜合考慮電工設施可能承受的作用電壓，過電壓防護裝置的效用，以及裝置的絕緣材料和絕緣結構對各種作用電壓的耐受特性等因素，並且考慮經濟上的合理性以確定輸電線路和電工裝置的絕緣水平。
目錄簡介
方法 1. 慣用法
2. 統計法
3. 簡化統計法
作用電壓
過電壓的限制與防護
絕緣特性與絕緣水平
簡介 方法
1. 慣用法
2. 統計法
3. 簡化統計法
作用電壓
過電壓的限制與防護
絕緣特性與絕緣水平
展開簡介
絕緣配合
insulation coordination
作用在電工裝置上的電壓是指正常執行條件下的工作電壓和各種過電壓，後者包括暫時過電壓、操作過電壓、雷電過電壓等。為了經濟合理地設計輸電線路和電工裝置絕緣，電力系統中一般採取專用裝置和裝置以限制過電壓。
絕緣水平是電工裝置能夠耐受的試驗電壓值：
①短時工頻耐受電壓值。
②雷電衝擊耐受電壓值。
③操作衝擊耐受電壓值。
④長時間工頻試驗電壓值。
這些試驗電壓的波形、數值、施加方法、時間、次數等，各國都有國家標準明確規定。
方法慣用法
按作用在裝置絕緣上的最大過電壓和裝置的最小絕緣強度的概念進行絕緣配合的方法。慣用法簡單明瞭，但無法估計絕緣故障的概率以及概率與配合係數之間的關係，故這種方法對絕緣的要求偏嚴。
按作用在裝置絕緣上的「最大過電壓」和裝置的「最小絕緣強度」的概念進行絕緣配合的習慣方法。首先需確定裝置上可能出現的最危險的過電壓和裝置絕緣最低的耐受強度，然後根據執行經驗，選擇乙個配合係數作為這兩種電壓的比值，以補償在估計最大過電壓和絕緣最低耐受強度時的誤差及增加一定的安全逾度，最後確定裝置絕緣應能耐受的電壓水平。慣用法簡單明瞭，但無法估計絕緣故障的概率以及此概率與配合係數之間的關係，故這種方法對絕緣的要求偏嚴。
由於對非自恢復絕緣放電概率測定的費用太高，因此只能使用慣用法。目前,對220千伏及以下的電工裝置，通常仍採用慣用法。例如，電力變壓器都用避雷器保護。
避雷器限制雷電過電壓的能力常用避雷器保護水平表示。變壓器耐受雷電衝擊的絕緣水平 (bil)需高出避雷器的保護水平，兩者的比值稱為配合係數。中國一般採用的配合系數值是1.
4。對於500千伏變壓器，國際電工委員會(iec)規定，配合係數需等於或大於1.2。
統計法 根據過電壓幅值及絕緣閃絡電壓的統計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，合理地確定絕緣水平。統計法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可按照裝置折舊費、執行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優化設計。
困難在於隨機因素較多，某些統計規律還有待認識。
從過電壓幅值與絕緣抗電強度都是隨機變數的事實出發，根據過電壓幅值及絕緣閃絡電壓的統計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，在技術經濟比較的基礎上，合理地確定絕緣水平。
這種方法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可以按照裝置折舊費、執行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優化設計。目前研究得比較多的是以過電壓幅值的概率分布為基礎的統計法。
在超高壓電力系統中降低絕緣水平有顯著的經濟效益。自恢復絕緣的絕緣強度統計特性相對比較容易獲得。70年代以來，國際上推薦對超高壓電力系統的自恢復絕緣採用統計法進行絕緣配合。
統計法的困難在於隨機因素較多，某些隨機因素的統計規律還有待積累資料與認識，低概率密度部分的資料比較難取得。目前算出的故障率，通常比實際的大很多，還有待在應用中不斷完善。
簡化統計法
為了便於計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統計分布均服從正態分佈。國際電工委員會（iec）及中國國家絕緣配合標準，推薦採用出現的概率為 2％的過電壓作為統計（最大）過電壓uw，再取閃絡概率為10％的電壓作為絕緣的統計耐受電壓uw，在不同的統計安全係數 γ＝uw／us的情況下，計算出絕緣的故障率 r。根據技術經濟比較，在成本與故障率間協調，定出可以接受的r 值 ，再根據相應的γ及us，確定絕緣水平。
為了在實際應用中便於計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統計分布均服從正態分佈。國際電工委員會 (iec)及中國國家絕緣配合標準，推薦採用出現的概率為2％的過電壓作為統計(最大)過電壓us，再取閃絡概率為10％的電壓作為絕緣的統計耐受電壓uw，在不同的統計安全係數γ＝uw/us的情況下,計算出絕緣的故障率r(見圖)。根據技術經濟比較,在成本與故障率間協調,定出可以接受的故障率r,再根據相應的統計安全係數γ及電網的統計過電壓us,確定絕緣水平。
簡化統計法與慣用法同樣簡單易行，並有現成曲線可查（圖b）。雖然故障率的數值不一定很準確,但便於在工程上作方案比較,因而應用很廣泛。
電力系統中用以確定輸電線路和電工裝置絕緣水平的原則、方法和規定。研究絕緣配合的目的在於綜合考慮電工設施可能承受的作用電壓（工作電壓及過電壓），過電壓防護裝置的效用，以及裝置的絕緣材料和絕緣結構對各種作用電壓的耐受特性等因素，並且考慮經濟上的合理性以確定輸電線路和電工裝置的絕緣水平。
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