输电线路绝缘配合设计方法研究

发表时间:2021/4/27   来源:《中国电业》2021年第3期   作者:魏疆
[导读] 电力事业是我国重要的支撑点和经济增长点。
        魏疆
        四川蜀能电力有限公司成都蜀达分公司
        摘  要:电力事业是我国重要的支撑点和经济增长点。人们生产生活用电需求也在不断增加。输电线路的绝缘配合对输电线路的安全稳定运行至关重要。因此,我国也加大了电力基础设施建设。在电力企业的运营和发展中,输电线路的正常运行是非常重要的一个环节,它对整个电力系统的正常运行起着重要的作用。本文主要分析了输电线路的设计方法,保证了输电线路的安全有效运行。以供参考和借鉴
关键词:输电线路;绝缘配合;绝缘配合设计
        
        输电线路的绝缘配合是关系到电力系统安全、稳定和经济运行的重要方面。电气设备绝缘等级的选择是综合考虑设备可能承受的各种动作电压(包括工作电压和过电压)、保护装置的特性和设备绝缘对各种工作电压的耐受特性,从而选择合适的绝缘等级合理确定设备的绝缘水平,保证电力系统的安全运行,使设备的制造成本、维护成本和绝缘故障造成的损失达到经济安全运行综合效益的最高目标。输电线路设计应贯彻国家基本建设方针和安全、可靠、先进、经济合理的技术经济政策。绝缘配合是综合考虑各种可能的电压对输电线路的作用(包括工频电压、操作过电压和雷电过电压对线路的作用),合理确定水电线路的绝缘水平,确保线路安全可靠运行。绝缘配合设计的内容主要包括导线对塔、导线对地和不同相导线的绝缘选择。线路绝缘配合的计算方法主要有惯用法和统计法。相比较而言,统计方法复杂,惯用方法简单方便,是输电线路绝缘配合的常用计算方法。绝缘子串的选择、线塔安全间距的确定、极间距离(空距)的确定是线路绝缘配合的主要内容。

一、绝缘配合设计原则
        在输电线路绝缘水平的运行中,不仅要考虑机械设备的防雷能力,还要考虑机械设备的抗污染能力。在输电线路的防雷等级方面,根据《电网输电线路规程》的有关规定,对雷电耐受能力的最高要求必须大于或等于常规线路,同时,雷击跳闸引起的概率问题应得到很好的控制。
        1.规范
        (1)导线芯线;绝缘导线的芯线主要用于电流应用。有两种类型,一种是铝芯。另一种是铜芯。就两者而言,铝芯更有优势。它不仅重量轻,而且性能更优越。它的价格比铜芯便宜得多。因此,铝芯在实际应用中应更加广泛。在实际应用中,对铝芯的安装要求不是很严格。同时,导线本身与线芯之间的连接更为有利。连接时更方便,不需要很多繁琐的程序。
        (2)导线绝缘材料;绝缘导线能很好地与以前的铁芯相匹配。在导体的外层还有一层可以起绝缘作用的材料。对于这个保温层,厚度也有一定的差别。如果外绝缘层很厚,外物体与导体接触后不会受到导体本身的很大影响。同时,该层的绝缘层与之接触后不会受到很大影响,可以表现出很强的屏蔽性能,但如果绝缘层的厚度相对较小,绝缘导体只能与外界保持长时间接触。否则,会对导线的功能造成一些障碍,甚至损坏导线。
        2.绝缘导线的主要特性
        (1) 绝缘性能好。绝缘导线比普通导线具有更多的绝缘层,因此其性能优于普通导线。导体外的绝缘层可以避免由于彼此接近而导通的现象,这样可以减少相邻导线之间的距离,从而有效节省采购材料的资金,从而减少绝缘材料的采购和使用,使工程造价也降低了。
        (2)这种导线的载流量比普通导线小得多。所以在添加塑料层后,导体本身的导热系数会受到很大的影响。根据以往的经验,绝缘导线的性能比其它导线要高。绝缘导线的外侧还有一层保护层,起着非常重要的作用。

它不仅能有效地减少外界对绝缘导线的干扰,特别是能有效地减少外界氧气和水对导线本身的氧化,减少空气对导线的腐蚀,同时也是导线本身良好保护的一种性能,同时,能有效延长导线本身的使用寿命,从而有效减少购线资金。
        (3) 输电线路导线对导线本身的强度有非常严格的要求和标准。长期以来,我国电力系统采用的是铜芯导线,其强度比铝芯导线强,因此承受应力的能力也有一定的差别,但由于外层还覆盖了绝缘层,很好地解决了承载能力的不足,这主要是因为保温层的实际厚度很大,所以也能承受很大的应力。有了它,强度完全可以达到相关标准和要求。
二、绝缘配合设计步骤
        在输电线路的绝缘配合中,应以绝缘配合的设计原则为依据。以下是设计过程的四个步骤:首先,为了找到计算参数,我们应该找到和分析现有的线路。物理性质参数和局部环境参数均为计算机参数。其次,由于输电线路参数的不同,需要划分路段。仅采用一种绝缘配合设计方法是不可行的,必须对其进行具体划分。根据不同的输电线路参数、不同的路段、不同的绝缘选择方法是,过多的分区也会减少使用方案的数量。第三,首条线路的绝缘水平应满足防雷、防污染的要求。绝缘等级有两种:一种是高压线的绝缘等级,另一种是低压线的绝缘等级。一般情况下,先确定低压线路的绝缘水平,再按递增法确定高压线路的绝缘水平。第四,安装避雷针。避雷针保护角设置的具体操作如下:设置保护角时,必须参照规程中的规定值;减小保护角以确定是否正确;设置侧避雷针时,最外侧导线的横向端是其位置,可提高防雷功能。
三、输电线路设计绝缘配合
        环境因素对绝缘配合设计的影响很大。如何选择气隙,如何设置爬电距离,以及如何在绝缘配合中设计实心绝缘结构,都需要进行分析和探讨。其中,要保证最小间隙而不放电,就要选择绝缘配合中的电气间隙,这个间隙要比其他间隙小;要避免绝缘材料表面爬电的最小距离,就要提前设定这个距离;要保证一定的绝缘性能,就要提前设定要认真做好保温材料的设计。为了确保它们不被破坏,有必要仔细检查材料的穿透距离。
        1.选择绝缘匹配的电气间隙。首先,输电线路运行中会产生过电压,因为电气间隙两侧的电压会随着电压的输出而增加。如果间隙不够大,很容易导致电流击穿;其次,当输电线路已经超过最大值时,如果预计间隙不大,很容易击穿。虽然相关规定给出了相应的建议值,但要针对具体问题进行分析,不能盲目照搬。例如,由于海拔高度的影响,输电线路的电场是不稳定的,其数值也会随之变化。
        2.在绝缘配合中设置爬电距离。在系统运行中,若污染物较多,为防止故障发生,应设置输电线路的爬电距离。根据工作电压数据确定爬电距离,不考虑突然超过的电压,因为它不会受到影响。同时,应分析具体问题,并考虑到周围环境污染和绝缘材料的成分对其有影响。
        3.绝缘配合中固体绝缘的结构设计。基本绝缘、附加绝缘和加强绝缘都是绝缘设计的一种。在使用过程中,会受到输电线路本身和环境因素的影响。例如,如果输电线路产生高热,绝缘层的使用寿命就会缩短。
四、结语
        绝缘配合在输电线路中起着重要的作用。它会影响输电线路的稳定性和机器设备的安全。效果显著,经济实用。输电线路的绝缘配合设计主要包括绝缘子个数和导线电气距离的确定,这对输电线路的安全运行至关重要。分析总结了输电线路绝缘配合的设计方法,合理设计了绝缘子个数和导线电气距离,满足了工频电压条件下输电线路安全可靠运行的要求,对电力工程中高压输电线路的设计具有重要的参考价值。




参考文献:
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[2]苏明强.输电线路绝缘配合设计对策分析[J].电气技术与经济,2018(03):62-63+69.
[3]孙秀丽,杨超.输电线路绝缘配合设计方法探讨[J].黑龙江科学,2017,8(24):92-93.
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