绝缘子片数选择参考文档

1、绝,缘,子,的,选,择,随着我国输电线路的不断发展，输电网络的不断完善以及对特,高压输电工程的深入研究，未来我国的输电线路行业无论在技术还,是在应用方面都会有突飞猛进的发展，作为线路不可或缺的一部,分绝缘子的选择，将会是影响线路是否能够正常运行的的关键,所在,下面就从绝缘子的概念、选择绝缘子时的要求、如何选择绝缘子,串和绝缘子片数来论述一下绝缘子的选择,一、什么是绝缘子,绝缘子俗称瓷瓶，它是用来支持导线的绝缘体。绝缘子可以保,证导线和横担、杆塔有足够的绝缘。它在运行中应能承受导线垂直,方向的荷重和水平方向的拉力。它还经受着日晒、雨淋、气候变化,及化学物质的腐蚀。因此,绝缘子既要有良好的电气性能

2、,又要,有足够的机械强度。绝缘子的好坏对线路的安全运行是十分重要的,绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子、防污型绝缘,子和套管绝缘子。架空线路中所用绝缘子,常用的有针式绝缘,子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘,子等,二、选用绝缘子应满足哪些要求,1,要有良好的绝缘性能，使其在干燥和阴雨的情况下，都能承,受标准规定的耐压,2,绝缘子不但承受导线的垂直荷重和水平荷重，还要承受导线,所受的风压和覆冰等外加荷载，因此要求绝缘子必须有足够的机,械强度,3,架空线路处于野外，受环境温度影响较大，要求绝缘子能耐,受较大的温度变化而不破裂,4,绝缘子长期承受高电压和机械力的作用，要求

3、其绝缘性能的,老化速度要比较慢，有较长的使用寿命,5,空气中的腐蚀气体会使绝缘子绝缘性能下降，要求绝缘子应,三、绝缘子串的选择,绝缘子机械强度的安全系数应符合（表一）的规定。双联及多,联绝缘子串应验算断一联后的机械强度，其荷载及安全系数按断,联情况考虑,表一,情况,最大使用荷载,常年荷载,验算,断线,断联,安全系数,4.0,1.5,1.8,1.5,盘型绝缘子,棒型绝缘子,2.7,3.0,绝缘子机械强度的安全系数,K,1,应按下式计算,K,1,T,R,T,式中,T,R,绝缘子额定机械破坏负荷,kN,T,分别取绝缘子承受的最大使用荷载、断线荷载、断联,荷载、验算荷载或常年荷载,kN,注：常年荷载是

4、指年平均气温条件下绝缘子所承受的荷载。验算荷载是验算条件下绝,缘子所承受的荷载。断线的气象条件是无风、有冰,5，断联的气象条件是无风,无冰,5,1,悬垂绝缘子串选择,在正常运行电压下，绝缘子应该有足够的机电破坏强度，也,就是说应该按线路的运行电压、绝缘子的机械强度以及拟承受的,外荷载，并考虑一定的安全系数来选择绝缘子型式,在正常运行电压作用下，绝缘子应该具有足够的电气强度,因为在正常工频电压作用下，特别是在绝缘子表面基有一定的污,秽时，有可能沿绝缘子串表面发生闪络，为了防止这类故障所需,要的电气绝缘强度，通常以绝缘子串的爬电距离来表示，根据所,要求的爬电距离，并根据所选绝缘子单片的爬电距离数值

5、即可确,定所需绝缘子片数,绝缘子串还应能耐受内过电压的作用，即绝缘子片数的选择,尚应满足操作过电压要求,一般不按外过电压（雷电过电压）的要求来选择绝缘子串的,强度，而是根据已选定的绝缘子水平来估计线路的耐雷水平。仅,在个别高塔、大跨越，需要提高耐雷水平的情况下或个别高接地,电阻杆塔上，才适当考虑耐受雷电过电压的需要，酌量增加绝缘,子片数,2,耐张绝缘子串的选择,耐张绝缘子串，由于其承受的机械应力比悬垂绝缘子串大,出现零值绝缘子的概率比悬垂绝缘子串高且检修困难，因此，其,电气强度应略高于悬垂绝缘子串,当耐张绝缘子串所用的绝缘子型式和悬垂绝缘子串的绝缘子,型式相同时，根据,66kV,及其以下架空输

6、电线路设计规范和,110-750kV,架空输电线路设计规范，对于,35,350kV,线路，耐,张绝缘子串片数应比悬垂串多一片,500kV,线路应多两片,当耐张绝缘子串所用的绝缘子型式和悬垂绝缘子串的型式不,同时，其整体的机电性能应不低于中对耐张绝缘子串的要求,3,绝缘子串的可靠度,绝缘子串一般由多片绝缘子串联组装而成，只有每只绝缘子,都能可靠运行，整串绝缘子才能可靠运行，只要其中一片断掉,整串绝缘子就会产生故障。因此，整串绝缘子的可靠性与串中每,片绝缘子的可靠性有关。根据可靠性理论，并假定单片绝缘子的,可靠度均相等且为,R,i,则片绝缘子相互串联后，整串绝缘子的,可靠度,R,i,为,R,i,R

7、,i,3-1,若采用双联绝缘子串（即两个单串并联），令每串绝缘子的可,靠度为,并假定当一串绝缘子断裂（失效）后，另一串绝缘,子仍能继续工作，则其可靠度,为,3-2,式中,一串绝缘子的可靠度，按式,3-1,计算,在超高压送电线路上，特别对耐张绝缘子串，设计者有时需要,考虑三联、四联乃至更多联绝缘子串组合的方案进行比较，此时,其可靠度可按如下公式进行计算,设有,n,串绝缘子并联组成,n,联绝缘子串，若允许其中有,r,串绝缘子,断裂，则可按下式将前,r+1,项加起来计算,n,联绝缘子串的可靠度,R,n,Rn=R,1,n,nR,1,n-1,R,1,n(n-1)R,1,n-2,R,1,2,2+n!R,1

8、,n-r,R,1,r,r!(n-r),3-3,式中,R,1,串绝缘子的可靠度，可按式,3-1,计算,R,1,串绝缘子的失效（断裂）概率,R,1,1-R,1,对于跨度比较大的档距和重要的跨越物（铁路、高速公路等,在单联绝缘子的机械满足的情况下，为了其线路提高安全性建议,使用双联或多联绝缘子串,四、绝缘子片数的选择,在工频电压作用下，选择绝缘子片数的方法一般有两种,按各类污秽条件下的绝缘子串的成串污闪电压来选择；按各类,污秽条件下绝缘子串的爬电距离（）来选择。这两种方法的基,本出发点都是以一定的线路允许的污闪事故率为基础，都需要首,先确定线路所处地区的污秽等级。污秽等级确定见手册,P81,1,按泄

9、露比距要求选择绝缘子型式与片数,据,110,750kV,架空输电线路设计规范推荐采用的一种方法,其公式为,nU,m,L,e,U,m,(K,e,L,g,式中,n,每串绝缘子所需要的片数,U,m,系统的最高电压,kV,不同污秽条件下所需要的爬电距离，其值按手册,P81,表,2-6-5,中选取,L,e,单片绝缘子有效爬电距离,L,g,单片绝缘子几何爬电距离,K,e,绝缘子爬电距离的有效系数，以,XP-70,XP-160,为基础，其,K,e,取值为,1,由于这种选择方法是以实际线路运行经验及事故率为依据的,零值绝缘子的影响已包含在内，所以不需要考虑可能出现的零值,绝缘子而再增加片数,2,按绝缘子串的污

10、闪电压选择绝缘子片数,测试单片绝缘子的污闪电压,U,50,，标准偏差系数取%=8,耐压值,U,R,取为系统的最高运行相电压,可用,U,R,U,50,1,4%)=0.68U,50,选取。计算中，对于高压线路不,同于,A,C6,A,的绝缘子，还要引入校正系数,Ke,Ke,一般取,1.1-1.2,绝缘子串中绝缘子片数的选择除应符合工频电压的泄露距离,要求外，尚应符合操作过电压要求，其选择方法如下,电压较低的线路，当绝缘子串缺乏合适的操作冲击闪络电压,时，可用工频湿闪络电压数据作为选择依据,此时，绝缘子串的工频,50,湿闪络电压峰值,U,Nh,应满足下式要,求,U,Nh,KK,0,U,pm,kV,K,

11、湿闪络电压综合校正系数，海拔,1000,及米以下取,1.1,U,pm,线路的最高运行相电压有效值,kV,2,K,0,操作过电压倍数,35kV,及其以下低电阻接地系统,K,0,取,3.2,66kV,及其以下,K,0,取,4.0,110kV,和,220kV K,0,取,3.0,330kV K,0,取,2.2,500kV K,0,取,2.0,按绝缘子串操作冲击闪络电压数据选择绝缘子片数,对绝缘子串的干、湿闪络电压均分别按下式,U,sub,K,0,U,pm,(1,n%)K,d,U,sua,K,h,U,pm,(1,n%)K,d,式中,U,sub,绝缘子的操作冲击,50,湿闪络电压（峰值,kV,U,sua

12、,绝缘子的操作冲击,50,干闪络电压（峰值,kV,K,d,空气密度校正系数，按手册,P72,表,2-6-2,选取,标偏系数,n,标偏系数的倍数,2,2,1/(1,n%) 表示操作冲击,50,闪络电压和耐受电压间的裕度,220kV,及以下的线路取,1.17,3300kV,及以下上的线路,取,1.25,按照上面计算出来的,U,sub,U,sua,后分别查相应的绝缘子串湿,干闪络电压曲线可得出所需要的绝缘子片数,对于零值绝缘子，考虑到规程规定，建议选出绝缘子后，尚,应再增加,1-2,片绝缘子以补偿出现零值绝缘子的影响,3,雷电过电压作用下绝缘子片数选择,一般不按雷电过电压的要求来选择绝缘子串的绝缘强度。但,应根据已选定的绝缘子水平来检验线路的耐雷水平，并应符合相,应的规程规定。如果在某些情况下雷击跳闸率太高，可根据具体,情况酌量增加绝缘子片数,对装有地线的杆塔，全高大于,40,米后，每增加,10,米增加一片绝,缘子；全高超过,100,米后，绝缘子数量应结合运行经验，通过雷,电过电压的计算来确定,对无地线的大跨越档，应比规程规定增加,1,片绝缘子,4,特殊情况,高海拔地区悬垂串的选择,n,H,ne,0.1215m1(H-1000)/1000