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02七月2024第15章电力系统的绝缘配合

电力系统过电压与绝缘配合过电压（overvoltage）电气设备上出现的高于工作电压的电压按来源形式分类外部过电压（雷电过电压）：雷云放电内部过电压：在电力系统内部，由于断路器的操作或系统发生故障，使系统参数发生变化，引起电网电磁能量的转化或传递过电压的幅值要比工作电压高出许多（几倍）过电压对电力系统绝缘水平起着决定性作用必须采取必要的限制过电压的措施

绝缘水平与绝缘配合绝缘水平（绝缘强度）电气设备能承受的试验电压值通过耐压试验予以确认（交流、直流、冲击）绝缘配合最终目的：确定电气设备的绝缘水平综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压（工作电压和过电压）、限压保护装置的特性以及设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上总体效益最高的目的

技术过电压限压装置特性绝缘耐受特性绝缘水平投资费用维护费用事故损失费用经济

发电厂、变电所电气设备的绝缘线路的绝缘电力系统绝缘输变电设备绝缘部分的投资占总设备投资的比重越来越大系统电压等级高，输送容量大，一旦出现故障，损失巨大绝缘配合重要性

电气设备的绝缘水平：指该电气设备能承受的试验电压值。包括：短时工频试验电压、工频放电电压、长时间工频试验电压、雷电冲击试验电压等。技术上要处理好各种作用电压、限压措施及设备绝缘耐受能力三者之间的相互配合关系；经济上要协调投资费用、维护费用及事故损失费用三者的关系。15.1绝缘配合的基本概念与方法

15.1.1绝缘配合的原则220kV以下的电网，电气设备的绝缘水平主要由大气过电压决定330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用特高压电网的绝缘水平可能由工频过电压及长时间工作电压决定不考虑谐振过电压；不考虑线路绝缘与变电站绝缘间的配合

除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做lmin工频耐压试验。这不仅是为了试验的方便，也是考虑到在某种程度上雷电冲击对绝缘的作用可用工频电压来等价的缘故。大气过电压下的避雷器残压雷电冲击耐受电压等值工频耐受电压内部过电压操作冲击耐受电压等值工频耐受电压工频试验电压/β1/β2

15.1.2绝缘配合的方法惯用法首先确定设备上可能出现的最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑各种因素的影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平。惯用法对有自恢复能力的绝缘（如气体绝缘）和无自恢复能力的绝缘（如固体绝缘）都是适用的。

统计法统计法是根据过电压幅值和绝缘的耐受强度的概率分布，用计算的方法求出绝缘放电的概率和线路故障率，在技术经济比较的基础上，正确地确定绝缘水平。简化统计法在简化统计法中，对过电压和绝缘特性两条概率曲线的形状，作出一些通常认为合理的假定，并已知其标准偏差。在此基础上可以计算绝缘的故障率。绝缘配合的统计法至今只能用于自恢复绝缘，主要是输变电设备的外绝缘。

15.2输变电设备绝缘水平的确定标准放电电流的波形和其幅值下的残压1.2/50μs标准雷电冲击放电电压上限冲击波波前放电电压最大值除以1.15避雷器雷电冲击保护水平BIL取最大值250/2500μs标准冲击波间隙放电电压的上限规定操作冲击电流下的残压避雷器操作冲击保护水平BSL取最大值

变压器BIL＝（1.25～1.4）避雷器BIL（当电气设备与避雷器紧靠时，取1.25，有一定距离时取1.4。）变压器BSL＝（1.15）避雷器BSL（操作安全系数比较小，因为操作波比较平缓，距离效应不强烈）

绝缘配合的方法考虑不同电压等级电网中过电压的不同特点220kV以下电网，绝缘水平主要由大气过电压决定330kV及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用特高压电网中，绝缘水平甚至可能由工频过电压和长时工作电压决定绝缘配合的具体方法惯用法统计法简化统计法

1）惯用法原则（思想）按作用在绝缘上的最大过电压和最小的绝缘强度的概念进行绝缘配合办法首先确定设备上可能出现的最危险的过电压，然后根据运行经验乘上一个考虑各种因素影响和一定裕度的系数，从而决定绝缘应耐受的电压水平缺点惯用法确定的绝缘水平裕度较大（过大）

2）统计法思路视过电压和绝缘强度均为随机变量方法已知过电压和绝缘放电电压的概率分布计算出绝缘放电的概率和线路故障率在技术经济比较的基础上，确定绝缘水平特点能够给出定量的安全裕度，确定的绝缘水平更趋合理和科学过电压和绝缘放电电压的概率分布很难获得

绝缘故障率的估算示意图过电压概率密度函数绝缘放