絕緣配合的基本概念
發(fā)布時間:2011/11/2 9:37:19 訪問次數(shù):3594
絕緣的作用是將電位不同的導(dǎo)體分隔開來。
絕緣配合就是根據(jù)設(shè)備所在系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓,PCF8583并考慮保護(hù)裝置的特性和設(shè)備的絕緣性能,來確定設(shè)備必要的耐受強(qiáng)度,以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的設(shè)備絕緣損壞和影響連續(xù)運(yùn)行的概率,降低到在經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上能耐受的水平;也就是要在技術(shù)上正確處理各種電壓、各種限壓措施和設(shè)備絕緣耐受能力三者之間的配合關(guān)系,以及在經(jīng)濟(jì)上協(xié)調(diào)投資費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和事故損失費(fèi)(即可靠性)三者之間的關(guān)系。不會因絕緣水平取得過高,而使設(shè)備尺寸過大及造價過高,形成不必要的投入;也不會因絕緣水平取得過低,而使設(shè)備在運(yùn)行中事故率增加,導(dǎo)致事故損失及維護(hù)費(fèi)用過大。所以,電力系統(tǒng)絕緣配合是一個復(fù)雜的、綜合性很強(qiáng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。
電力系統(tǒng)中的絕緣,包括發(fā)電廠、變電站中電氣設(shè)備絕緣和輸配電線路的絕緣。從絕緣結(jié)構(gòu)和特性區(qū)分,有外絕緣和內(nèi)絕緣。外絕緣是指與大氣直接接觸的絕緣部件,一般是瓷或硅橡膠等表面絕緣和空氣絕緣。外絕緣的耐受電壓值與大氣條件(氣壓、氣溫、濕度、霧、雨露、冰雪等)密切相關(guān),沿面閃絡(luò)和氣隙擊穿是外絕緣喪失絕緣性能的常見形式,但事后能恢復(fù)其絕練性能,故屬自恢復(fù)型絕緣。內(nèi)絕緣是指不與大氣直接接觸的絕緣部件,其耐受電壓值基本上與大氣條件無關(guān)。一般地說,內(nèi)絕緣是由固體、液體、氣體等絕緣材料組成的復(fù)合絕緣。例如,變壓器類設(shè)備的內(nèi)絕緣主要是油紙絕緣,這類絕緣在過電壓多次作用下,會因累積效應(yīng)使絕緣性能下降;一旦絕緣被擊穿或損壞,不能自動恢復(fù)原有的絕緣性能,故屬非自恢復(fù)型絕緣。實(shí)際應(yīng)用中,一臺設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)總是由自恢復(fù)和非自恢復(fù)兩部分組成,通常并不簡單地把一臺設(shè)備的絕緣說成是自恢復(fù)型或非自恢復(fù)型;僅當(dāng)一臺設(shè)備的非自恢絕緣部分發(fā)生沿面或貫穿性放電的概率可以忽略不計時,才可稱其絕緣為自恢復(fù)型的,或者相反。
電力系統(tǒng)絕緣配合的本質(zhì)是合理處置作用電壓與絕緣強(qiáng)度的關(guān)系,而電力系統(tǒng)中各類作用電壓與電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式相關(guān),因而中性點(diǎn)運(yùn)行方式將直接影響系統(tǒng)絕緣水平的確定。在中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中,相對地絕緣承受的長期工作電壓為運(yùn)行相電壓。而非有效接地系統(tǒng)允許帶單相接地故障運(yùn)行一定時間,此時最大工作電壓為線電壓。因此這兩種系統(tǒng)中選用的避雷器參數(shù)是不相同的。有效接地系統(tǒng)中避雷器額定電壓比非有效接地系統(tǒng)要低,殘壓也相對較低,故電氣設(shè)備承受的雷屯過電壓也相對較低,約20%。對于操作過電壓,在有效接地系統(tǒng)中,操作過電壓是在相電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生的;而在非有效接地系統(tǒng)中,則可能在線電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生,故前者的過電壓倍數(shù)比后者低20%--30%。因此,對同一電壓等級的電力系統(tǒng),若中性點(diǎn)非有效接地,則其絕緣水平要高于有效接地的系統(tǒng)。
電氣設(shè)備絕緣水平由作用于絕緣上的最大工作電壓、雷電過電壓及操作過電壓三者中一種所決220kV達(dá)到較佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,在不同電壓等級中對這些作用電壓的處置是不同的。在220kv及以下系統(tǒng)中,要求把雷電過電壓限制到低于操作過電壓是不經(jīng)濟(jì)的;因此在這些系統(tǒng)中,電氣設(shè)備的絕緣水平由雷電過電壓決定。限制雷電過電壓的措施主要是采用避雷器,避雷器的雷電沖擊保護(hù)水平是確定設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)。對于輸電線路,則要求達(dá)到一定的耐雷水平。由這樣確定的絕緣水平在正常情況下能耐受操作過電壓的作用,故220kV及以下系統(tǒng)一般不采用專門的限制內(nèi)部過電壓的措施。隨著輸變電電壓的提高,操作過電壓對絕緣的威脅將明顯增大。在330kV及以上的超高壓系統(tǒng)中,一般需采用專門的限壓措施,如并聯(lián)電抗器、帶有并聯(lián)電阻的斷路器及金屬氧化物避雷器等,將操作過電壓限制至容許值。由于限制過電壓措施和要求不同,絕緣配合的作法也不同。例如,俄羅斯等國主要用復(fù)合型磁吹避雷器及過電壓限制器限制操作過電壓,所以是按避雷器的操作過電壓保護(hù)特性確定設(shè)備絕緣水平;美國、日本、法國等則主要通過改進(jìn)斷路器的性能,將操作過電壓限制到預(yù)定的水平。避雷器是作為操作過電壓的后備保護(hù),實(shí)際上,設(shè)備絕緣水平是以雷電過電壓下避雷器的保護(hù)特性為基礎(chǔ)確定的。我國采用后一種作法。無論哪種作法,均以避雷器保護(hù)特性為基礎(chǔ)。對于輸電線路絕緣水平的選擇,仍以保證一定的耐雷水平為目標(biāo)。
隨著限制過電壓措施的不斷完善,當(dāng)過電壓被限制到1·7~1.8倍或更低時,長時間工作電壓就可能成為決定系統(tǒng)絕緣的主要因素。
在污穢地區(qū),外絕緣強(qiáng)度受污穢影響而大大降低,污閃事故常在惡劣氣象條件和T作電壓下發(fā)生。所以,嚴(yán)重污穢地區(qū)電力系統(tǒng)外絕緣水平主要由系統(tǒng)最高運(yùn)行屯壓所決定。
電力系統(tǒng)絕緣配合是不考慮諧振過電壓的,因此在系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行中要求避免發(fā)生諧振過電壓。
輸電線路絕緣與變電站電氣設(shè)備絕緣之間不存在配合問題。通常,為保證線路的安全運(yùn)行,線路絕緣水平遠(yuǎn)高于變電站電氣設(shè)備的絕緣水平。雖然多數(shù)過電壓發(fā)源于線路,但高幅值的過電壓波傳人變電站時,將被站內(nèi)的避雷器所限制,而站內(nèi)設(shè)備絕緣是以避雷器保護(hù)水平為基礎(chǔ)確定的。所以,線路過電壓波不會威脅站內(nèi)電氣設(shè)備絕緣。
考慮到不同時期的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同,過電壓水平不同,以及發(fā)生事故造成后果不同,對絕緣水平的確定也存在一定的差異。通常在電網(wǎng)發(fā)展初期,采用單回線路送電,系統(tǒng)聯(lián)系薄弱,一旦發(fā)生故障,經(jīng)濟(jì)損失大。到了發(fā)展中、后期,系統(tǒng)聯(lián)系加強(qiáng),保護(hù)性能改善,設(shè)備損壞率減小,即使出現(xiàn)故障,經(jīng)濟(jì)損失亦會明顯降低。因此,對同一電壓等級,不同類型設(shè)備、不同地點(diǎn),允許選擇不同的絕緣水平;一般在電網(wǎng)建設(shè)初期選用較高的絕緣水平,發(fā)展到中、后期,可選用較低的絕緣水平。為了適應(yīng)這種需要,國際電工委員會(IEC)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)對同一電壓等級的設(shè)備,對應(yīng)有幾個絕緣水平以供選擇。
絕緣的作用是將電位不同的導(dǎo)體分隔開來。
絕緣配合就是根據(jù)設(shè)備所在系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種電壓,PCF8583并考慮保護(hù)裝置的特性和設(shè)備的絕緣性能,來確定設(shè)備必要的耐受強(qiáng)度,以便把作用于設(shè)備上的各種電壓所引起的設(shè)備絕緣損壞和影響連續(xù)運(yùn)行的概率,降低到在經(jīng)濟(jì)上和運(yùn)行上能耐受的水平;也就是要在技術(shù)上正確處理各種電壓、各種限壓措施和設(shè)備絕緣耐受能力三者之間的配合關(guān)系,以及在經(jīng)濟(jì)上協(xié)調(diào)投資費(fèi)、維護(hù)費(fèi)和事故損失費(fèi)(即可靠性)三者之間的關(guān)系。不會因絕緣水平取得過高,而使設(shè)備尺寸過大及造價過高,形成不必要的投入;也不會因絕緣水平取得過低,而使設(shè)備在運(yùn)行中事故率增加,導(dǎo)致事故損失及維護(hù)費(fèi)用過大。所以,電力系統(tǒng)絕緣配合是一個復(fù)雜的、綜合性很強(qiáng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。
電力系統(tǒng)中的絕緣,包括發(fā)電廠、變電站中電氣設(shè)備絕緣和輸配電線路的絕緣。從絕緣結(jié)構(gòu)和特性區(qū)分,有外絕緣和內(nèi)絕緣。外絕緣是指與大氣直接接觸的絕緣部件,一般是瓷或硅橡膠等表面絕緣和空氣絕緣。外絕緣的耐受電壓值與大氣條件(氣壓、氣溫、濕度、霧、雨露、冰雪等)密切相關(guān),沿面閃絡(luò)和氣隙擊穿是外絕緣喪失絕緣性能的常見形式,但事后能恢復(fù)其絕練性能,故屬自恢復(fù)型絕緣。內(nèi)絕緣是指不與大氣直接接觸的絕緣部件,其耐受電壓值基本上與大氣條件無關(guān)。一般地說,內(nèi)絕緣是由固體、液體、氣體等絕緣材料組成的復(fù)合絕緣。例如,變壓器類設(shè)備的內(nèi)絕緣主要是油紙絕緣,這類絕緣在過電壓多次作用下,會因累積效應(yīng)使絕緣性能下降;一旦絕緣被擊穿或損壞,不能自動恢復(fù)原有的絕緣性能,故屬非自恢復(fù)型絕緣。實(shí)際應(yīng)用中,一臺設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)總是由自恢復(fù)和非自恢復(fù)兩部分組成,通常并不簡單地把一臺設(shè)備的絕緣說成是自恢復(fù)型或非自恢復(fù)型;僅當(dāng)一臺設(shè)備的非自恢絕緣部分發(fā)生沿面或貫穿性放電的概率可以忽略不計時,才可稱其絕緣為自恢復(fù)型的,或者相反。
電力系統(tǒng)絕緣配合的本質(zhì)是合理處置作用電壓與絕緣強(qiáng)度的關(guān)系,而電力系統(tǒng)中各類作用電壓與電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式相關(guān),因而中性點(diǎn)運(yùn)行方式將直接影響系統(tǒng)絕緣水平的確定。在中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中,相對地絕緣承受的長期工作電壓為運(yùn)行相電壓。而非有效接地系統(tǒng)允許帶單相接地故障運(yùn)行一定時間,此時最大工作電壓為線電壓。因此這兩種系統(tǒng)中選用的避雷器參數(shù)是不相同的。有效接地系統(tǒng)中避雷器額定電壓比非有效接地系統(tǒng)要低,殘壓也相對較低,故電氣設(shè)備承受的雷屯過電壓也相對較低,約20%。對于操作過電壓,在有效接地系統(tǒng)中,操作過電壓是在相電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生的;而在非有效接地系統(tǒng)中,則可能在線電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生,故前者的過電壓倍數(shù)比后者低20%--30%。因此,對同一電壓等級的電力系統(tǒng),若中性點(diǎn)非有效接地,則其絕緣水平要高于有效接地的系統(tǒng)。
電氣設(shè)備絕緣水平由作用于絕緣上的最大工作電壓、雷電過電壓及操作過電壓三者中一種所決220kV達(dá)到較佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,在不同電壓等級中對這些作用電壓的處置是不同的。在220kv及以下系統(tǒng)中,要求把雷電過電壓限制到低于操作過電壓是不經(jīng)濟(jì)的;因此在這些系統(tǒng)中,電氣設(shè)備的絕緣水平由雷電過電壓決定。限制雷電過電壓的措施主要是采用避雷器,避雷器的雷電沖擊保護(hù)水平是確定設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)。對于輸電線路,則要求達(dá)到一定的耐雷水平。由這樣確定的絕緣水平在正常情況下能耐受操作過電壓的作用,故220kV及以下系統(tǒng)一般不采用專門的限制內(nèi)部過電壓的措施。隨著輸變電電壓的提高,操作過電壓對絕緣的威脅將明顯增大。在330kV及以上的超高壓系統(tǒng)中,一般需采用專門的限壓措施,如并聯(lián)電抗器、帶有并聯(lián)電阻的斷路器及金屬氧化物避雷器等,將操作過電壓限制至容許值。由于限制過電壓措施和要求不同,絕緣配合的作法也不同。例如,俄羅斯等國主要用復(fù)合型磁吹避雷器及過電壓限制器限制操作過電壓,所以是按避雷器的操作過電壓保護(hù)特性確定設(shè)備絕緣水平;美國、日本、法國等則主要通過改進(jìn)斷路器的性能,將操作過電壓限制到預(yù)定的水平。避雷器是作為操作過電壓的后備保護(hù),實(shí)際上,設(shè)備絕緣水平是以雷電過電壓下避雷器的保護(hù)特性為基礎(chǔ)確定的。我國采用后一種作法。無論哪種作法,均以避雷器保護(hù)特性為基礎(chǔ)。對于輸電線路絕緣水平的選擇,仍以保證一定的耐雷水平為目標(biāo)。
隨著限制過電壓措施的不斷完善,當(dāng)過電壓被限制到1·7~1.8倍或更低時,長時間工作電壓就可能成為決定系統(tǒng)絕緣的主要因素。
在污穢地區(qū),外絕緣強(qiáng)度受污穢影響而大大降低,污閃事故常在惡劣氣象條件和T作電壓下發(fā)生。所以,嚴(yán)重污穢地區(qū)電力系統(tǒng)外絕緣水平主要由系統(tǒng)最高運(yùn)行屯壓所決定。
電力系統(tǒng)絕緣配合是不考慮諧振過電壓的,因此在系統(tǒng)設(shè)計和運(yùn)行中要求避免發(fā)生諧振過電壓。
輸電線路絕緣與變電站電氣設(shè)備絕緣之間不存在配合問題。通常,為保證線路的安全運(yùn)行,線路絕緣水平遠(yuǎn)高于變電站電氣設(shè)備的絕緣水平。雖然多數(shù)過電壓發(fā)源于線路,但高幅值的過電壓波傳人變電站時,將被站內(nèi)的避雷器所限制,而站內(nèi)設(shè)備絕緣是以避雷器保護(hù)水平為基礎(chǔ)確定的。所以,線路過電壓波不會威脅站內(nèi)電氣設(shè)備絕緣。
考慮到不同時期的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同,過電壓水平不同,以及發(fā)生事故造成后果不同,對絕緣水平的確定也存在一定的差異。通常在電網(wǎng)發(fā)展初期,采用單回線路送電,系統(tǒng)聯(lián)系薄弱,一旦發(fā)生故障,經(jīng)濟(jì)損失大。到了發(fā)展中、后期,系統(tǒng)聯(lián)系加強(qiáng),保護(hù)性能改善,設(shè)備損壞率減小,即使出現(xiàn)故障,經(jīng)濟(jì)損失亦會明顯降低。因此,對同一電壓等級,不同類型設(shè)備、不同地點(diǎn),允許選擇不同的絕緣水平;一般在電網(wǎng)建設(shè)初期選用較高的絕緣水平,發(fā)展到中、后期,可選用較低的絕緣水平。為了適應(yīng)這種需要,國際電工委員會(IEC)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)對同一電壓等級的設(shè)備,對應(yīng)有幾個絕緣水平以供選擇。
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