24.高壓輸電線路架空絕緣配合計(jì)算詳解

高壓輸電線路架空絕緣配合計(jì)算詳解引言絕緣子片數(shù)配置一直是設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)內(nèi)容。 也是注冊電氣工程師考察的重點(diǎn)對象。對剛剛?cè)胄械脑O(shè)計(jì)人員難度較大，最近有朋友詢問過這個(gè)問題，便梳理一下知識點(diǎn)，在最后給大家提供一個(gè)算例作為探討，該算例為 2013年注冊電氣工程師案例題。架空輸電線路的絕緣配合設(shè)計(jì)，應(yīng)使線路在工頻（運(yùn)行）電壓、操作過電壓、雷電過電壓等各種條件下安全可靠地運(yùn)行。架空輸電線路的防污絕緣設(shè)計(jì)，應(yīng)依照審定的污穢分區(qū)圖劃定的污穢等級，并結(jié)合線路附近的污穢和發(fā)展情況，綜合考慮環(huán)境污穢變化因素，選擇合適的絕緣子型式和片數(shù)，并適當(dāng)留有裕度。絕緣子片數(shù)的確定可采用爬電比距法， 也可采用污耐壓法；因500kV及以下通常采用爬電比距法進(jìn)行計(jì)算，故本次以爬電比距法為主要講解方法，污耐壓法在以后在公眾號中公布。規(guī)定及計(jì)算公式先明確爬電距離和統(tǒng)一爬電比距的定義，在《污穢條件下使用的高壓絕緣子的選擇和尺寸確定 第1部分：定義、信息和一般原則》（GB/T26218.1-2010）規(guī)范中明確定義如下：爬電距離：在絕緣子正常施加運(yùn)行電壓的導(dǎo)電部件之間沿其表面的最短距離或最短距離之和。統(tǒng)一爬電比距（USCD）:絕緣子的爬電距離與絕緣子兩端最高運(yùn)行電壓有效值的比值，即統(tǒng)一爬電比距計(jì)算公式如下:

_ 系統(tǒng)運(yùn)尸庇窸裡電垂II爬電比距：絕緣子的爬電距離與絕緣子兩端運(yùn)行電壓 (標(biāo)稱電壓)的比值，即爬電比距計(jì)算公式如下：覺集于片數(shù)X單片號最于電電距穿運(yùn)行電民】字秤馳運(yùn)行電民】字秤馳注：上面兩個(gè)公式的單片絕緣子爬電距離均需考慮有效系數(shù)，單為了方便直觀，式中未進(jìn)行表達(dá)。系統(tǒng)運(yùn)行最高電壓在《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50064-2014)中明確如下：L?L二L?L二Ev總kV110220330=00臬無量離電壓126252-yn- ■!~l~l」；'3 w” r-卜::-*卩--J現(xiàn)場污穢等級與統(tǒng)一爬電比距的關(guān)系:當(dāng)前各網(wǎng)省公司對絕緣配置的要求根據(jù)當(dāng)?shù)赜胁煌囊?比如成都地區(qū)是按照統(tǒng)一爬電比距 50mm/kV進(jìn)行配置。根據(jù)電力系統(tǒng)污區(qū)分布區(qū)結(jié)合《 110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50545-2010）給出的爬電比距法如下:x最尋％屯去爰產(chǎn)叫衛(wèi)衛(wèi)；U炭示系詔竊電壓認(rèn)巧；K由衰濟(jì)"于血電舉離脅效系啟；L“走親壘寸之致予金幾呷罠電至宴（團(tuán)恥）：GB50545-2010根據(jù)電氣距離（操作過電壓和雷電過電壓 ）確定懸垂串最少使用片數(shù)如下:融恥V）1102203305007501461461::'iLip^5*1r |燦13廠2S32GB50545-2010根據(jù)桿塔高度進(jìn)行修正：全高超過 40米有地線的桿塔，高度每增加10米，應(yīng)比上表增加相當(dāng)于高度為 146mm的絕緣子，全高超過 100米的桿塔，絕緣子片數(shù)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)結(jié)合計(jì)算確定。GB50545-2010還規(guī)定高海拔地區(qū)（1000米以上）懸垂絕緣子串的片數(shù)，宜按下式計(jì)算：（（提示，最高運(yùn)行電壓是額定電壓的 1.1倍）劃1215rr-L.Iff-100Q1/10MT￡jy— *H表示海按衣虞（m）;□表示對＜摘氟它詠圧對于污閃電理的辦匕曾良卜：絕緣配合計(jì)算一般過程:污區(qū)分布圖 電壓等級爬電比距法 桿塔高度修正海拔BD0米及以下絕緣子片數(shù)高海拔修正，確I高海拔修正，確I定量終配置片數(shù)I算例（2013年注電真題）某500kV架空輸電線工程： 導(dǎo)線采用4XJL/G1A-630/45,子導(dǎo)線直徑33.6mm,導(dǎo)線自重荷載為 20.39N/m,基本風(fēng)速33m/s,計(jì)算覆冰10mm

根據(jù)以下假定：計(jì)算確定若由 XWP-300絕緣子組成懸垂單串，其片數(shù)應(yīng)為多少？1.1所經(jīng)地區(qū)海拔500m,等值鹽密為0.1mg/cm3,按“高壓架空線路污區(qū)分級標(biāo)準(zhǔn)”和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定污穢等級為 C級，運(yùn)行最高相電壓設(shè)計(jì)爬電比距按4.0cm/kV考慮;1.2 XWP-300絕緣子(公稱爬電距離為550mm結(jié)構(gòu)高度為195mm),在等值鹽密為0.1mg/cm3,測得的爬電距離有效系數(shù)為 0.90誦:根據(jù)GB50545-2010^25.66刖向上催26乩25.66刖向上催26乩GB50544S2010■媲辭過電壓及雷電過電礁求鶴少昌垂鹼子串牌對500kV而盲加鞠高農(nóng)血,片數(shù)巧克再技1(jJIj叔克以J1?5X777=19,3>向一J"馭整兀片，結(jié)構(gòu)烏"度1S5!T|ITq如果灘鎬超過軸軋艙談修已此處頗說無法撕修云20<26；海拔500米沒有超過血咪修正。 ■線路跚計(jì)篇若線路所經(jīng)地區(qū)海拔為 3000m,污穢等級為 C級，最髙運(yùn)行相電壓設(shè)計(jì)爬電比距為4.0cm/kV考慮。XSP-300絕緣子(公稱爬電距離0.9，特征指為635mm結(jié)構(gòu)高度為195mm),0.9，特征指數(shù)為0.31,XSP-300絕緣子組成懸垂單串，其片數(shù)應(yīng)為多少?

解;：根據(jù)G850545-2010有4&XiklKM0加*各社22.23片、向上取整23片o罔扌?安丄D10米及.以下725x=19.87>向上取整20片/結(jié)掏咼度1S5：ri"i*20<23,采用藥片進(jìn)行高海撥鬱正。GB50?45-2010關(guān)于高海按髒正公式：n_e0,1215 10OQ）/1OOO=三專耳^0.1213X01X<3000-1000）/1QO0超2弓80片f向1上取整25片。所以最終配羞25片。海拔500m的D級污穢區(qū)，最高運(yùn)行相電壓盤形絕緣子（假定爬電距離有效系數(shù)為0.90），設(shè)計(jì)爬電比距按不小于電距離有效系數(shù)為0.90），設(shè)計(jì)爬電比距按不小于5.0cm/kV考慮，復(fù)合絕緣子所要求的最小爬電距離應(yīng)為多少?S s^01 X/S s^01 X/D,9堤抿G時(shí)0544201規(guī)定：在輕，中汚區(qū)用臺塑第罕的It電距譽(yù)行一鬻辛雜經(jīng)tlflgKK電距髀不應(yīng)爐于盤型3/4且不ilan/kV.3￡-=-xLj,=H230Mmir.W j w4L.13230&4—夏 三旅.強(qiáng)mm/kVUS0024.46<26, 28nnm/kV?j5：2aX50?=140DOmrn齦耕CSffi電距聞5為HOOcrnt4.某基塔全高100m,位于海拔500m,污穢等級為C級。最高運(yùn)行XWP-210相電壓下爬電比距按 4.0cm/kV考慮，懸垂單串的絕緣子型號為XWP-210絕緣子（公稱爬電距離為 550mm結(jié)構(gòu)高度為170mm），爬電距離有效系數(shù)為0.90，則絕緣子應(yīng)為多少片?

解：根狎G&50545-2CI0牽*4^S：Wirt 40X"n,r?n>存一=瓷25.66片」向上取整26片,該數(shù)值芍結(jié)枸離建無關(guān)，只與爬電距離有先。GB505445-2010K0.2規(guī)走：操作過電庇及雷電過電壓要求的最少懸垂絕緣子串片數(shù)對5?0-V而言対：結(jié)構(gòu)嵩度155?片數(shù)站片。海抜1000米及臥下》25X=22.^9j向上取整23片』結(jié)枸咼度170rnm?170如果鐵塔全高船過悶米，進(jìn)行髙度修正。蘭Ux蘭Ux學(xué)總5砧片，結(jié)枸高度155mm.10巴二沐蘭乂5JSR,結(jié)枸高度1兀葉譏10 1705.65+25=3)砧片、結(jié)構(gòu)高度L55mmo海拔10Q0米.及以下：■30*65X—匕27.95,叵I上馭整28片，皓構(gòu)咼度170mme17Q22.79+5.15=27.94,向上職整