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高压绝缘子设计的最基础知识


高压绝缘子设计的最基础知识

高压绝缘子的设计一般包括电气设计、机械设计和热性 能设计。 一. 绝缘子的伞棱形状 是电气设计的一部分。绝缘件表面伞状或裙状突出部 分,具有遮挡风雨、提高淋雨条件下耐受(或闪络)电压的 作用。 盘形悬式绝缘子的盘形部分 (伞盘) 等统称为伞 (盘) 。 绝缘件表面或伞裙下面的棱状突出物称为棱。伞和棱统 称为伞棱。 伞和棱的设计与爬电距离的设计有关。爬电距离是高压 绝缘子的最重要特性之一。因为在大多数情况下,特别是在 污秽地区,输电线路上绝缘子串的片数是按工作电压下不发 生污闪的要求而确定的,而爬电距离是决定污闪电压的最重 要因素之一,也决定了杆塔上绝缘子串的片数。如何选择 呢?按工作电压作用下所需的单位爬电距离,初步决定绝缘 子片数,然后按操作过电压及耐雷水平的要求做验算和调 整。也即爬电距离越大,可能所需的绝缘子片数的的越少。 在电力系统的实际运行中由绝缘子问题造成的事故占 较大比例,特别是污闪事故危害更大。 二.若干术语

1.过电压:是指任何其峰值超过设备最高相对地电压峰 值或最高相间电压峰值的相对地或相间电压。 2.工频耐受电压:施加工频电压 1min,在此期间不能发 生闪络或击穿,此电压数值即为工频耐受电压。 3.工频闪络电压:连续施加 5 次电压,直到发生闪络为 止,记录闪络时的电压值,5 个数值的平均数即为此试品的 工频闪络电压。 4.雷电冲击 50%闪络电压(U50) :在此电压数值下,试 品有 50%的闪络概率。 也即施加 10 次此电压, 5 次闪络, 有 5 次不闪络。 5.工频击穿耐受电压:在此电压下,试品不能发生不可 恢复的破坏性放电。 三.运行中作用于绝缘子上的电压 1.持续工频电压。此工频电压可以认为在数值上是不变 的。 2.过电压。包括暂时过电压和瞬时过电压。特别讲一 下瞬时过电压。瞬时过电压中有: 缓波前过电压,又叫操作过电压,是在对线路进行某 些操作时产生的,例如合闸操作。 快波前过电压,又叫雷电过电压,是由于雷击线路产 生的,其电压上升时间在 2000ns-100ns 之间,即电压在这 一时间内上升到最大值。其中电压数值上升特别快的那一部

分,电压上升时间在 200ns-100ns 之间的,就是陡波。所以 陡波是雷电波的一部分。 为了保证 B 型绝缘子在运行中遭受各种电压作用时, 不 致沿绝缘体内发生击穿,造成绝缘体的永久破坏,一般规定 绝缘子的油中工频击穿电压应不小于其额定工频 1min 干耐 受电压的 1.75 倍,或不小于额定工频干闪络电压的 1.3-1.5 倍。 四.盘形悬式绝缘子的易击穿部位 盘形悬式绝缘子最易击穿的部位是头部的 R 角处,其 次是脖子根部,因为这些部位都是电场强度最大的地方。 五.绝缘子的头部设计 绝缘子的头部是绝缘子的最重要部位之一。这个部位 设计的好坏与绝缘子的机电破坏负荷性能、零值击穿率、老 化率等等直接相关。


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