输电线路绝缘子选择及计算
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架空输电线路的绝缘子选择与设计随着社会的发展和电力需求的增加,架空输电线路日益成为城市与乡村电力的主要供应方式。
而在架空输电线路中,绝缘子作为一种重要的元件,扮演着保障输电安全和稳定的关键角色。
因此,绝缘子的选择与设计成为了架空输电线路维护和升级的重要环节。
首先,在绝缘子的选择上,需考虑多种因素。
其中一项重要因素是绝缘子的耐电压能力。
架空输电线路常常面临着复杂多变的外界电力环境,包括雷电、电磁干扰以及传输功率的变化等。
因此,绝缘子需具备足够的耐电压能力,能够有效抵御来自外界的电力冲击,确保输电线路的稳定运行。
此外,绝缘子的机械强度也是选择的重要因素。
考虑到架空输电线路所处地域的地质条件、季节性的气候变化等因素,绝缘子需要具备能够抵御自然环境影响的能力,防止外力或自然灾害导致的线路中断和事故发生。
在绝缘子的设计上,应根据特定的输电环境和条件进行具体的方案设计。
首先,绝缘子的材质选择是设计的关键。
目前市场上常用的绝缘子材料包括陶瓷、玻璃纤维增强塑料和硅橡胶等。
陶瓷绝缘子具有耐高温、耐电弧、耐腐蚀等优点,适用于高电压和恶劣环境下的输电线路。
而玻璃纤维增强塑料绝缘子具有重量轻、绝缘性能好的特点,适用于中低压输电线路。
硅橡胶绝缘子则具有耐候性强、耐油性好的特点,适用于高寒地区的输电线路。
因此,在架空输电线路的设计中,需要根据具体条件选择适宜的绝缘子材料。
其次,在绝缘子的结构设计上,需考虑到多种因素。
绝缘子的设计既需要满足电气性能的要求,还需要具备良好的机械强度。
在此基础上,还需尽量减少绝缘子的尺寸和重量,以降低成本和便于安装。
因此,绝缘子的结构设计需要兼顾多个因素,包括材料的选择、连接方式的设计等等。
此外,在绝缘子的选择与设计中,还应考虑到环境保护和可持续发展的要求。
随着社会对清洁能源的需求的不断提高,选用环保材料和采用可循环利用的设计方案已成为了绝缘子设计的新趋势。
例如,采用具有良好生物降解性的材料,或开发出可回收再利用的绝缘子产品,对于推动电力行业的可持续发展具有积极的意义。
输电线路绝缘子及其连接金具计算河北兴源工程建设监理有限公司许荣生一、已知条件见下图该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。
根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》,JL/G1A-240/30的额定拉断力为75.19kN,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管,而使得导线的计算拉断力降低,故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%;根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区,其线路标称电压爬电比距为3.2~3.8cm/kV。
试选择该线路的绝缘子及其连接金具,满足设计规范要求的机械强度及电气强度。
二、计算依据1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010;2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008;3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。
三、计算1.导线最大使用张力根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求,JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为75.19kN×95%×40%=28.572kN。
2.绝缘子及连接金具的机械强度根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1”。
“绝缘子和金具的机械强度应按下式验算:kF<FU式中k——机械强度安全系数,表5.3.2绝缘子及金具的机械强度安全系数F——设计荷载(kN), F——绝缘子及金具的额定破坏荷载(kN)。
U>kF绝缘子的额定破坏荷载为大于FU2.1合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择:2.1.1在运行工况下的合成绝缘子的额定破坏机械强度计算式中k=3,——在运行工况下的合成绝缘子的安全系数;F=28.572kN/2=14.286 (kN)——运行情况设计荷载,代入F>kF=3×14.286kN=85=42.858 kN,U选70 kN>42.858 kN,满足规范要求;2.1.2断线工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第8.1.13“断线工况下,耐张型杆塔的地线张力应取地线最大使用张力的80%,导线张力应取导线最大使用张力的70%”。
高海拔地区330kV架空输电线路绝缘子片数选择发表时间:2017-12-06T09:54:24.003Z 来源:《电力设备》2017年第23期作者:刘澜[导读] 摘要:讨论了330kV交流输电线路绝缘子串片数选择的方法提出了330kV交流输电线路由工频电压下爬电比距法来确定绝缘子串片数一般可满足线路在污秽条件下及操作冲击电压、雷电冲击电压条件下不发生闪络现象。
(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 710065)摘要:讨论了330kV交流输电线路绝缘子串片数选择的方法提出了330kV交流输电线路由工频电压下爬电比距法来确定绝缘子串片数一般可满足线路在污秽条件下及操作冲击电压、雷电冲击电压条件下不发生闪络现象。
关键词:输电线路绝缘子爬电比距闪络电压海拔修正。
0 引言架空送电线路的绝缘配合设计目的是要解决杆塔上和档距中各种可能放电途径的绝缘选择和相互配合的问题,在工程设计中,一般依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T 50064-2014)、《110~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)、《电力工程高压送电线路设计手册》中的研究结论和方法进行绝缘配合。
其中最关键的便是绝缘子串(联)的片数(串长)选择,应满足在长期工作电压下不发生污闪,在操作过电压下不发生湿闪,并具有一定的雷电冲击耐受强度,使线路能在工频电压、操作过电压和雷电过电压等各种条件下安全可靠运行。
1 不同工况下选取绝缘子串片数方法1)按工频电压选择绝缘子片数在工频电压作用下,选择绝缘子片数的方法一般有两种:一种是按各类污秽条件下绝缘子串的爬电比距(l)来选择;一种是按各类污秽条件下绝缘子串的成串污闪电压来选择。
这两种方法的出发点都是以一定的线路允许的污闪事故率为基础。
而且这两种方法都需要先确定线路所处地区的污秽等级。
在工程设计中,污区划分和绝缘配合执行《电力系统污区分级与外绝缘选择标准》Q/GDW 152-2006,根据各省电力公司电力系统污区分布图来确定线路所处地区污秽等级。
绝缘子的选择与计算解释说明以及概述1. 引言1.1 概述绝缘子作为电力系统中重要的组成部分,起到了隔离和支撑导线的作用。
正确选择和计算绝缘子在保证电网正常运行和延长设备使用寿命方面至关重要。
本文将深入探讨绝缘子的选择与计算方法,以帮助读者更好地理解并应用于实践中。
1.2 文章结构文章由以下几个部分组成:第一部分是引言部分,主要对本文进行概述,并阐明文章的目的和结构。
第二部分是关于绝缘子选择与计算的内容。
首先介绍了绝缘子的作用和重要性,接着详细介绍了不同类型及其特点,最后探讨了选择原则和需要考虑的因素。
第三部分是关于绝缘子计算方法的介绍。
包括绝缘子串联测量法、绝缘子电压分布计算方法以及受电弧影响下热稳定性分析方法等方面的内容。
第四部分是通过实例分析和案例研究来展示具体应用。
这些案例包括高压绝缘子选择及计算、输电线路绝缘子串并联计算以及绝缘子耐久性评估与使用寿命预测案例探讨。
最后一部分是结论与展望,总结了文章的重点和内容,并对未来绝缘子选择与计算的发展方向进行了探讨。
1.3 目的本文旨在通过对绝缘子的选择与计算方法进行详细介绍和说明,帮助读者深入了解绝缘子的作用、分类及特点,并掌握正确的选择原则和计算方法。
通过实例分析和案例研究,读者将学习到如何运用所学知识解决实际问题。
最后,文章对未来绝缘子选择与计算的发展方向进行展望,为相关领域的研究和实践提供参考。
2. 绝缘子选择与计算:2.1 绝缘子的作用和重要性:绝缘子是电力系统中非常重要的组件,其主要作用是隔离导线或设备,防止电流通过。
绝缘子的质量和可靠性直接影响到电力系统的安全运行。
正确选择适合的绝缘子可以确保系统在各种工况下都能保持良好的绝缘状态。
2.2 绝缘子的分类及特点:根据不同的工作条件和结构形式,绝缘子可以分为多种类型,如瓷绝缘子、复合绝缘子、塑料绝缘子等。
每种类型的绝缘子都有其独特的特点和适用范围。
瓷绝缘子具有优异的机械强度和防污Flashover能力,并且耐候性较好,在高海拔地区使用效果更佳。
1 绝缘子选型绝缘子材质我国主要生产的绝缘子主要有盘形瓷绝缘子、盘形玻璃绝缘子及复合绝缘子各类绝缘子特性绝缘子的性能比较表1-1 不同类型线路绝缘子的性能比较3 污区划分沿线污秽调查走廊沿线污源分布情况本次对待建1000kV特高压中线工程线路走廊沿线进行了污染情况调查。
湖北省境内绝大部分地区为自然污秽,包括生活污染、公路扬尘、农村施用农药、化肥以及烧山积肥的灰尘;工业污秽主要集中在宜城市板桥镇,分布有石灰厂、水泥厂、采石场等重点污源。
河南省境内线路附近分布较多乡镇,主要的自然污秽来自居民区的生活污染和农田施用的化肥等,线路跨越铁路、高速公路、土路若干,加上风沙扬尘等也会对线路造成一定的污染;工业污源主要有采石场、石灰厂、水泥厂、铝铁厂、炼钢厂、火电厂等。
山西省境内沿线分布储煤厂、炼焦厂、炼铁厂、火电厂、砖厂等,小型煤矿区和炼铁高炉更是星罗棋布,大气污染十分严重。
另外1000kV特高压中线工程线路平行或跨越的500kV线路有:斗樊线、双玉Ⅰ、Ⅱ回、樊白Ⅰ、Ⅱ回、姚白线、白郑线、牡嵩线、沁获线、榆临线;跨越铁路七条、已建成高速公路六条、国道和省道若干。
(1) 化工污秽该线路走廊附近的化工污源主要集中在河南省和山西省,主要有沁阳市碳素有限公司(1500万kg/a)、孟县化肥厂(6000万kg/a)、偃师市山化县化工厂、南阳石蜡精细化工厂(12000万kg/a)、南阳市金马石化有限公司(600万kg/a)、长治化工有限公司、钟祥市华毅化工有限公司(18000万kg/a)等。
另外晋城市规划中的野川、马村化工园区,工厂十分集中,规模现在大约为30000万kg/a,随着发展,其规模将进一步扩大。
(2) 冶金污秽冶金污秽主要包括铝厂、炼铁厂、炼钢厂等。
根据调研情况,主要有巩义市回锅镇的铝加工基地、焦作市西向镇的沁阳铝试验厂(5000万kg/a)、西向镇宏达炼钢厂、晋城市泽州县弘鑫冶炼公司(3000万kg/a)以及晋城分布广泛的小型炼铁厂等。
高压输电线路绝缘子的选型和应用摘要:在实际的高压输电线路中,绝缘子的使用要注意控制其选择的关键,从而保证其选择的科学化。
本文简单介绍了高压电线上的绝缘子类型,并对其选用的关键问题进行了分析,指出了其在实际中的使用注意事项。
关键词:高压输电线路;绝缘子;选型应用引言目前,电能是一种重要的经济来源,它直接关系到人们的日常生活和生产,因此,在电力的生产和传输中,高压传输是必不可少的。
它的任务是输送电能,在实际的线路中,必须对高压输电线路进行适当的调控,以确保其整体的运行安全性。
为了提高高压输电线路的运行管理水平以及操作管理水平,确保其使用的安全。
1、高压输电线路绝缘子简要概述高压输电线是电网中的一个关键环节,它直接影响着高压输配电系统的正常运转,在某一程度下,它是由输电线和绝缘子系统构成的。
在高压电线上,绝缘子又称为高电压绝缘子,它是一种用于架空线的绝缘设备。
在高压输电线路的实际操作中,绝缘子扮演着非常关键的角色。
在工作中,绝缘子的工作能是对载流导线进行可靠的支撑和稳定,使其与地面保持较好的隔离。
绝缘器(俗称瓷瓶子)包括陶瓷部件和金属部件,在金属部件之间以水泥胶粘结,陶瓷部件可以确保绝缘子具有较高的电绝缘性能。
在由于电压的撞击而产生的电弧放电时,会造成局部过热,但不会造成绝缘体的爆炸。
在高压输电线路工作的同时,还要对各种故障进行有效的处置,以保证各种作业安排得更为科学,同时提高了高压输电线路的工作效率。
2、高压输电线路绝缘子的常见选型及标准2.1常见选型一般采用复合橡胶绝缘子、钢化玻璃绝缘子、陶瓷绝缘子等。
陶瓷绝缘子是我国最早期的一种绝缘子,随着我国电力行业的发展,至今已得到广范围的使用,例如普通的圆盘悬挂陶瓷绝缘子,既能达到耐热、灵活性等要求,又能降低生产成本。
但是,随着电网规模的持续扩大、容量的提高、智能化和自动化程度的提高,陶瓷绝缘子的缺点越来越多,其中最突出的问题就是,在长时间的机械负载和环境的影响下,陶瓷绝缘子的老化和绝缘性能下降,从而引起了功率传输的规律性。
高压电力输送线设施的输电线路绝缘子选择现代社会对电力的需求越来越大,高压电力输送线设施的输电线路绝缘子的选择对于电力输送线的安全性和运行稳定性至关重要。
本文将就高压电力输送线设施的输电线路绝缘子选择进行详细介绍。
首先,对于高压电力输送线设施来说,绝缘子的选择是保证电力输送安全和可靠性的核心环节之一。
输电线路绝缘子的主要作用是将电力输送线与支架、杆塔等设施隔离,避免电气设备与地之间产生灭绝的泄漏电路,确保电力线路的正常运行。
因此,在选择绝缘子时,必须考虑多方面的因素。
首先是绝缘子的耐压能力。
高压电力输送线设施中,电力的传输具有高压特点,因此绝缘子必须具备一定的耐压能力,能够承受电力传输过程中的高电压。
绝缘子的耐压能力通常通过耐压试验来检测,可以根据电力输送线的电压等级选择相应的耐压能力。
其次是绝缘子的耐候性和抗污性。
由于输电线路往往位于户外,长期暴露在自然环境中,绝缘子必须能够抵御阳光、雨水、风沙等天气因素的侵蚀,具有较强的耐候性。
此外,绝缘子表面的污秽物会降低其绝缘性能,因此绝缘子还应具有良好的抗污性,能够有效排除沿表面流动的水和污染物。
另外,绝缘子的机械强度也是选择的重要因素之一。
在高压电力输送线设施中,绝缘子需要承受一定的机械负荷,如风荷载、冰荷载等。
因此,绝缘子必须具备足够的机械强度,能够在外力作用下保持结构的完整性和稳定性。
此外,还需要考虑绝缘子的安装和维护的便利性。
绝缘子的选型应该符合电力输送线的实际情况,便于安装和维护操作。
对于安装来说,绝缘子的结构设计应合理,易于安装到杆塔或支架上。
对于维护来说,绝缘子应易于清洁和检修,以确保其长期稳定的绝缘性能。
最后,经济性也是绝缘子选择的重要考虑因素之一。
在选择绝缘子时,需要综合考虑绝缘子的性能和价格。
在满足技术要求的前提下,应选择性能稳定、价格合理的绝缘子产品,以降低投资成本并保证设施的长期运行。
总的来说,高压电力输送线设施的输电线路绝缘子选择十分重要。
交流架空输电线路绝缘子使用导则第2部分架空输电线路绝缘子是电网运行中的重要组成部分,用于给架空输电线路提供绝缘保护。
而绝缘子的选择和使用是确保架空输电线路的安全运行的关键因素之一。
为了实现高效可靠的电网运行,各国都制定了相关的绝缘子使用导则。
在中国,全国电力系统绝缘子使用规程是指导和规范电力系统绝缘子使用的文件。
该规程内容包括绝缘子的基本要求、选择和应用、使用注意事项以及绝缘子的试验和检验等。
根据规程的要求,绝缘子应具备良好的机械强度和电气性能,而且还需要经过严格的试验和检验。
作为绝缘子选择的重要指标,漏电距离是指绝缘子外沿至悬挂、铁塔和其它接地金属部件加权距离。
漏电距离的选择应根据电气应力分布和绝缘子形式进行计算,计算结果应达到一定的安全距离。
此外,绝缘子的破坏电荷量也是选择绝缘子的重要指标之一。
破坏电荷量是指绝缘子内部形成电弧所需的电荷量,应满足若干标准来保证绝缘子的可靠性。
绝缘子的选择还需要考虑其特定的使用环境。
例如,在高海拔地区使用绝缘子时,需要考虑到气候和环境的影响,选用适合的绝缘子型号。
此外,绝缘子的污秽特性是选择绝缘子的重要指标之一。
绝缘子表面污秽会导致绝缘子的绝缘性能下降,影响电网的安全运行。
因此,在选择绝缘子时,需要综合考虑绝缘子的自洁性能和抗污闪性能。
绝缘子的试验和检验是保证绝缘子质量的重要手段。
试验包括类型试验、例行试验和特殊试验等。
类型试验是根据绝缘子型号进行的一次性试验,包括电气性能试验、机械性能试验和环境试验等。
例行试验是根据绝缘子生产的一般情况进行的批量试验,用于验证绝缘子的质量稳定性。
特殊试验是根据特殊需求进行的个别试验,例如抗污闪特性试验和抗灼烧试验等。
综上所述,架空输电线路绝缘子使用导则的第二部分主要涵盖了绝缘子的基本要求、选择和应用、使用注意事项以及绝缘子的试验和检验等内容。
绝缘子的选择和使用对于确保架空输电线路的安全运行至关重要,因此遵循相关导则并进行合理的选择和检验是非常必要的。
220千伏合成绝缘子长度摘要:1.220千伏合成绝缘子的概述2.220千伏合成绝缘子的长度要求3.220千伏合成绝缘子长度的计算方法4.影响220千伏合成绝缘子长度的因素5.选择合适长度的220千伏合成绝缘子的重要性6.结论正文:随着我国电力行业的快速发展,高压输电线路的安全运行成为了至关重要的课题。
220千伏合成绝缘子作为一种重要的绝缘元件,其在输电线路中的应用越来越广泛。
本文将详细介绍220千伏合成绝缘子的长度要求、计算方法以及影响长度的因素,帮助读者更好地了解和选择合适的220千伏合成绝缘子。
1.220千伏合成绝缘子的概述220千伏合成绝缘子是一种采用高强度、高性能的合成材料制成的绝缘元件,主要用于高压输电线路的绝缘和支撑。
它具有重量轻、机械强度高、耐腐蚀、抗老化等优点,适用于各种恶劣环境条件。
2.220千伏合成绝缘子的长度要求根据我国电力行业标准,220千伏合成绝缘子的长度应满足以下要求:(1)线路电压等级在220千伏及以下时,合成绝缘子的长度不宜小于1.2米;(2)线路电压等级在220千伏以上时,合成绝缘子的长度应按照设计计算确定,但不得小于1.5米。
3.220千伏合成绝缘子长度的计算方法220千伏合成绝缘子长度的计算方法主要包括以下几个方面:(1)根据线路电压等级、绝缘子串的电气绝缘水平、安装方式等因素,确定合成绝缘子的基本长度;(2)考虑风吹、冰雪荷载等外部因素对合成绝缘子长度的影响;(3)根据实际情况,选取适当的合成绝缘子长度安全系数。
4.影响220千伏合成绝缘子长度的因素影响220千伏合成绝缘子长度的因素主要包括:(1)线路电压等级和电气绝缘水平;(2)安装方式和环境条件;(3)合成绝缘子的机械强度和性能;(4)设计安全系数。
5.选择合适长度的220千伏合成绝缘子的重要性选择合适长度的220千伏合成绝缘子具有重要意义,不仅可以确保输电线路的安全稳定运行,降低事故风险,还可以提高电力系统的可靠性和经济性。
交流输电线路绝缘子串片数的选择吴光亚,蔡炜,张锐武汉高压研究所(武汉430074)摘要:讨论了高压交流掐电线路绝缘于串片数选择的原则。
提出了由爬电比距确定绝缘子串片数时.一定要考虑爬申距离有效系数,或由污耐压来确定绝缘子串片数。
关键词:输电线路绝缘子串污秽片数交流1 引言在输电电压不断提高,过电压水平不断下降及过电压保护设备日趋完善的今天,工频电压下绝缘性能是确定绝缘水平的控制因素。
输电线路绝缘设计应考虑因风暴引起极端风偏角及在污秽物和高湿度条件下相互作用的情况。
在工业区或沿诲、农村,线路的外绝缘会因种类不同的污染降低,解决办法是增加绝缘子串片数或选择防污特性优良的绝缘子。
不同国家在确定绝缘子串片数时所采用的方法不完全相同,需要分析绝缘子污秽设计存在的问题。
2 确定绝缘子串片数不同方法2.1国际电工委员会IEC报告IEC出版物60815推荐采用爬电比距进行污秽绝缘设计。
该报告对交流系统用长棒型和牵引线路绝缘子、盘形悬式绝缘子、针式支柱和刚式支柱绝缘子、线路柱式绝缘子、空心绝缘子和套管等的污秽水平和爬电比距之间的关系进行规定,如表1示。
表1中括号内为较小值、较大值分别采用系数1.1和1.15来换算。
表1 污秽水平和爬电比距之间的关系污秽水平最小公称爬电比距(爬电距离/最高线电压)(cm/kV)Ⅰ—轻 1.6 (1.76~1.84)Ⅱ—中等 2.0 (2.2~2.3)Ⅲ—重 2.5 (2.75~2.88)Ⅳ—很重 3.1 (3.41~3.57)2.2 前苏联对污秽绝缘设计考虑人工污秽耐受电压值及爬电比距有效系数。
在不同污秽等级下的110~500kV交流输电线路,规定其50%人工污秽耐受电压值U50不应低于表2 中所给定值,其最低有效爬电距离应满足表3的要求。
确定绝缘子串片数的方法是通过长串试验求取50%人工污秽耐受电压单片折算值,标准偏差σ取8%,污耐受电压U耐应进行系数(1-4σ)来校正,即U耐=(1-4σ)U50,污秽设计目标电压值确定为最高运行相电压UФmax,绝缘子片数N即UФmax与U耐之比。
电力工程输电线路绝缘子选型技术规程一、前言电力工程中,输电线路绝缘子是非常重要的一部分,它是保证输电线路安全、可靠工作的关键部件。
正确选用合适的绝缘子可以提高电力系统的可靠性和稳定性,减少事故发生的概率。
本文将从绝缘子的基本原理、选型流程、选型依据、选型指标、选型方法等方面,详细介绍电力工程输电线路绝缘子选型技术规程。
二、绝缘子的基本原理绝缘子是用于支持和固定电力设备导线、绝缘导线和地线的绝缘支持体,它的主要作用是支撑导线和地线,同时将导线与地线与支架和杆塔隔离开来,防止电能泄漏和接触短路。
绝缘子的绝缘性能主要体现在其绝缘子座的绝缘材料和结构上。
绝缘子材料常用的有瓷瓶、玻璃纤维增强塑料、硅橡胶等。
绝缘子的结构形式主要有套管式、盘式、串式等。
三、选型流程绝缘子的选型流程主要分为以下几个步骤:1、确定电压等级和所在气候区域2、确定绝缘子的安装方式3、确定绝缘子的材料和结构4、确定绝缘子的选型指标5、确定绝缘子的选型方法6、进行绝缘子的试验和验证7、确定绝缘子的数量和型号四、选型依据绝缘子的选型依据主要包括以下几个方面:1、电压等级和气候条件2、绝缘子的安装方式和位置3、导线的类型和截面4、绝缘子的标准和规范要求五、选型指标绝缘子的选型指标主要包括以下几个方面:1、机械强度指标:主要包括抗弯强度、抗拉强度、抗压强度等。
2、绝缘性能指标:主要包括闪络电压、耐电弧时间、绝缘电阻等。
3、耐污性能指标:主要包括绝缘子自洁能力和耐污性能。
4、机械耐久性指标:主要包括疲劳强度、气候老化等。
六、选型方法绝缘子的选型方法主要包括以下几个方面:1、根据电压等级和气候条件确定绝缘子的材料和结构。
2、根据导线类型和截面确定绝缘子的安装方式和位置。
3、根据绝缘子的选型指标确定绝缘子的型号和数量。
4、进行绝缘子的试验和验证,确保绝缘子符合标准和规范要求。
七、结论绝缘子是电力工程中非常重要的一部分,正确选用合适的绝缘子可以提高电力系统的可靠性和稳定性。
高压输电线路绝缘子的选型及应用分析摘要:为更科学合理的选择高压输电线路的绝缘子,本文基于高压输电线路常见绝缘子类型,分析了高压输电线路绝缘子的选型标准,并提出了选型建议与应用建议,以期有助于进一步选出更合适的输电电路绝缘子,更好的保障高压输电线路的安全稳定运行。
关键词:输电线路;绝缘子;类型;应用1、高压输电线路绝缘子的常见选型及标准1. 1常见选型常见的高压输电线路绝缘子类型有橡胶复合绝缘子、钢化玻璃绝缘子和瓷质绝缘子。
其中,瓷质绝缘子是伴随电力工业发展而形成的最早绝缘子类型,截至目前也有广泛的应用,如常见的盘形悬式瓷绝缘子,不仅满足了耐热性、灵活性等要求,而且成本较低。
但随着电网规模的不断扩大、容量的提升、智能化和自动化水平的增强,瓷质绝缘子的缺陷也不断暴露,最主要的是在长期机电负荷或温度变化下会造成表面绝缘子老化,绝缘性降低,导致规模性的电力输送干扰。
钢化玻璃绝缘子可视为瓷质绝缘子的“升级版”,它在制造的过程中形成了表层更大的压缩应力,在抗拉强度、耐电击穿方面都优于瓷质绝缘子,同时具有零值自爆的自我淘汰性优势,极大减轻了维护成本,并随着使用周期的延长,其稳定性也在不断地提升,这与瓷质绝缘子的性能恰好相反。
橡胶复合绝缘子具有质量轻、无零值、强度大、不破碎等优势,尤其在抗污闪性能上表现优越,但在生产工艺上要求很高,一些优质产品还依赖进口,在我国的应用并不普遍。
1.2选型标准(1)使用寿命周期。
标准依据的是出厂标准的“最低寿命”,如果该指标不能满足,那么说明其安全性和性价比均存在问题。
一般来说,钢化玻璃绝缘子的使用寿命为40年,橡胶复合绝缘子的寿命平均只有7年,而瓷质绝缘子的使用寿命周期跨度较大,15~25年均有可能。
目前,国内使用的瓷质绝缘子规模较大、数量较多,因此在选型中必须提高对外界环境的关注。
(2)失效率。
关于失效率的计算方法,可用运行中失效绝缘子的总量和运行中需求绝缘子总量进行对比(一定周期内)。
电网220kV输电线路绝缘子选型摘要:输电线路绝缘子的正确选择和使用,可保证绝缘子的安全稳定运行,从而减少停电和线路的运行维护。
为此,对电网220 kV输电线路绝缘子的运行情况及特点进行了分析、介绍,提出了正确选择和使用绝缘子的建议。
关键词:电网;高压输电线路;绝缘子;选型近几年电网发展迅速,截至2013年底,全市投运的220 kV线路36条1034.072 km、220 kV变电站10座。
线路使用的绝缘子种类繁多,目前输电线路使用的绝缘子按型式主要分为盘式绝缘子和长棒型绝缘子。
下面介绍这2种绝缘子的特点。
1 盘式绝缘子的特点盘式绝缘子按材质可分为盘式瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子。
1.1 盘式瓷绝缘子盘式瓷绝缘子是最早用在线路上的绝缘子,已有一百多年的历史。
它具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热性和组装灵活等优点,被广泛用于各种电压等级的线路。
盘式瓷绝缘子是属于可击穿型的,它是采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件与金属件胶装而构成的,在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾等的作用,会逐步劣化,对电网的安全运行带来威胁。
特别是含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络(由于雷击或污闪等原因)时,可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸,造成导线落地的事故。
2008年2月南方电网冰灾发生因大量低值绝缘子的存在而导致的停电事故。
所以劣化绝缘子的检测工作非常重要,系统停电是较难的,即使线路停电,也无足够的时间和人力进行全线绝缘子的检测工作。
因劣化绝缘子的安装位置和分布区域的原因,向来是绝缘在线检测的一个难点。
目前常用短路叉法和火花间隙法检测,这些方法易于检测零值绝缘子,测试方法简单,但准确性较低,对低值绝缘子,特别是1串中存在多片低值的情况下,则很难作出正确的判断。
瓷绝缘子的老化率随其运行时间的延长而逐年上升。
1.2 钢化玻璃绝缘子钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能,其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击性能等都优于瓷绝缘子。
高压输电线路绝缘子的选型和应用摘要:绝缘子是输电线路中的主要构件,选择正确的绝缘子型号,会直接关系到高压输电线路的安全运行。
研究绝缘子的选型和应用,主要是为了增加导体与电线之间的距离,从而可以防止电路导体距离过近,避免接触引发的输电线路短路。
本文分析了目前高压输电线路中绝缘子的分类和应用,从而给未来工作一个借鉴。
关键词:高压输电线路;绝缘子;选型和应用随着社会生产力的提高,科学技术也得到了显著的进步。
在高压输电线路运行的过程中,绝缘子的类型一直在不断增加,也在完善和优化绝缘子的各项功能和性能。
正确选择绝缘子能够为高压输电线路提供稳定的运行保证,这也是目前电力公司在实际工作中,应当不断探索的问题。
一、高压输电线路绝缘子的性能分析由于高压输电线路长期保持户外运行,线路中的绝缘子经常会受到外界因素的干扰,从而影响正常工作。
绝缘子需要承受强电场的作用力,还要有防止雷电冲击电流的作用。
由于绝缘子必须承受大量的工作荷载,所以必须选择合适性能的绝缘子。
1.盘式瓷绝缘子瓷材料是用石英砂和长石等材料制作而成的,在原材料经球磨成瓷后,显微结构就成为了多晶体的非均质材料。
绝缘性能主要根据晶相的数量决定。
盘式瓷绝缘子的特性优点是,有非常好的绝缘性能,而且可以抵抗恶劣的气候条件。
可以抗高温,组装过程也非常灵活方便。
盘式瓷绝缘子的缺点是容易被击穿,从而破坏了线路的安全运行。
而且这种绝缘子的重量比较大,运输非常不方便。
不是特别污性,在挂网之前,必须一一检查耐压性能和绝缘性能。
2.玻璃绝缘子玻璃是由石英砂和化工原料组成的,在高温以后形成液体,冷凝后就会变成结构致密的玻璃材料。
通常会把玻璃绝缘子经钢化处理,从而形成均匀的内应力,能上机电强度更加稳定。
这种绝缘子具有更好的机电性能,而且几乎不会自爆能力。
经过长期运行后,机电性能还是非常稳定,有更长的寿命。
玻璃材料也可以反复利用,工业污染非常小。
但是玻璃绝缘子没有稳定的耐污闪能力。
在闪络发生后,也没有任何的颜色变化,工作人员很难及时难以发现。
高压输电线路架空绝缘配合计算详解引言绝缘子片数配置一直是设计工作的重点内容。
也是注册电气工程师考察的重点对象。
对刚刚入行的设计人员难度较大,最近有朋友询问过这个问题,便梳理一下知识点,在最后给大家提供一个算例作为探讨,该算例为2013年注册电气工程师案例题。
架空输电线路的绝缘配合设计,应使线路在工频(运行)电压、操作过电压、雷电过电压等各种条件下安全可靠地运行。
架空输电线路的防污绝缘设计,应依照审定的污秽分区图划定的污秽等级,并结合线路附近的污秽和发展情况,综合考虑环境污秽变化因素,选择合适的绝缘子型式和片数,并适当留有裕度。
绝缘子片数的确定可采用爬电比距法,也可采用污耐压法;因500kV 及以下通常采用爬电比距法进行计算,故本次以爬电比距法为主要讲解方法,污耐压法在以后在公众号中公布。
规定及计算公式先明确爬电距离和统一爬电比距的定义,在《污秽条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定第1部分:定义、信息和一般原则》(GB/T 26218.1-2010)规范中明确定义如下:爬电距离:在绝缘子正常施加运行电压的导电部件之间沿其表面的最短距离或最短距离之和。
统一爬电比距(USCD):绝缘子的爬电距离与绝缘子两端最高运行电压有效值的比值,即统一爬电比距计算公式如下:爬电比距:绝缘子的爬电距离与绝缘子两端运行电压(标称电压)的比值,即爬电比距计算公式如下:注:上面两个公式的单片绝缘子爬电距离均需考虑有效系数,单为了方便直观,式中未进行表达。
系统运行最高电压在《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T50064-2014)中明确如下:现场污秽等级与统一爬电比距的关系:当前各网省公司对绝缘配置的要求根据当地有不同的要求,比如成都地区是按照统一爬电比距50mm/kV进行配置。
根据电力系统污区分布区结合《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB50545-2010)给出的爬电比距法如下:GB50545-2010根据电气距离(操作过电压和雷电过电压)确定悬垂串最少使用片数如下:GB50545-2010根据杆塔高度进行修正:全高超过40米有地线的杆塔,高度每增加10米,应比上表增加相当于高度为146mm 的绝缘子,全高超过100米的杆塔,绝缘子片数应根据运行经验结合计算确定。
输电线路绝缘子及其连接金具的选择计算 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-输电线路绝缘子及其连接金具计算河北兴源工程建设监理有限公司许荣生一、已知条件见下图该图为JL/G1A-240/30导线35kV输电线路的双联耐复合绝缘子串组装图。
根据GB/T 1170-2008国家标准《圆线同心绞架空导线》,JL/G1A-240/30的额定拉断力为,由于线路导线上有接续管、耐张管、补修管,而使得导线的计算拉断力降低,故设计使用的导线保证计算拉断力为其实际额定拉断力95%;根据2009年5月编制的“河北省南部电力系统污秽区分布图”该线路处于Ⅳ级污秽区,其线路标称电压爬电比距为~3.8cm/kV。
试选择该线路的绝缘子及其连接金具,满足设计规范要求的机械强度及电气强度。
二、计算依据1.《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010;2. 《圆线同心绞架空导线》GB/T 1170-2008;3.《110kV~750 kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。
三、计算1.导线最大使用张力根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.2.3“导线或地线的最大使用张力不应大于绞线瞬时破坏张力的40%”的要求,JL/G1A-240/30的导线最大使用张力为×95%×40%=。
2.绝缘子及连接金具的机械强度根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第5.36.1”。
“绝缘子和金具的机械强度应按下式验算:kF<FU式中k——机械强度安全系数,表5.3.2绝缘子及金具的机械强度安全系数F——设计荷载(kN), F——绝缘子及金具的额定破坏荷载U(kN)。
>kF绝缘子的额定破坏荷载为大于FU合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择:2.1.1在运行工况下的合成绝缘子的额定破坏机械强度计算式中k=3,——在运行工况下的合成绝缘子的安全系数;F=2= (kN)——运行情况设计荷载,>kF=3×=85= kN,代入FU选70 kN> kN,满足规范要求;2.1.2断线工况下合成绝缘子的额定破坏机械强度的选择根据《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB50061-2010的第8.1.13“断线工况下,耐张型杆塔的地线张力应取地线最大使用张力的80%,导线张力应取导线最大使用张力的70%”。
1 绝缘子选型1.1 绝缘子材质我国主要生产的绝缘子主要有盘形瓷绝缘子、盘形玻璃绝缘子及复合绝缘子1.2 各类绝缘子特性绝缘子的性能比较表1-1 不同类型线路绝缘子的性能比较3 污区划分3.1 沿线污秽调查3.1.1 走廊沿线污源分布情况本次对待建1000kV特高压中线工程线路走廊沿线进行了污染情况调查。
湖北省境内绝大部分地区为自然污秽,包括生活污染、公路扬尘、农村施用农药、化肥以及烧山积肥的灰尘;工业污秽主要集中在宜城市板桥镇,分布有石灰厂、水泥厂、采石场等重点污源。
河南省境内线路附近分布较多乡镇,主要的自然污秽来自居民区的生活污染和农田施用的化肥等,线路跨越铁路、高速公路、土路若干,加上风沙扬尘等也会对线路造成一定的污染;工业污源主要有采石场、石灰厂、水泥厂、铝铁厂、炼钢厂、火电厂等。
山西省境内沿线分布储煤厂、炼焦厂、炼铁厂、火电厂、砖厂等,小型煤矿区和炼铁高炉更是星罗棋布,大气污染十分严重。
另外1000kV特高压中线工程线路平行或跨越的500kV线路有:斗樊线、双玉Ⅰ、Ⅱ回、樊白Ⅰ、Ⅱ回、姚白线、白郑线、牡嵩线、沁获线、榆临线;跨越铁路七条、已建成高速公路六条、国道和省道若干。
(1) 化工污秽该线路走廊附近的化工污源主要集中在河南省和山西省,主要有沁阳市碳素有限公司(1500万kg/a)、孟县化肥厂(6000万kg/a)、偃师市山化县化工厂、南阳石蜡精细化工厂(12000万kg/a)、南阳市金马石化有限公司(600万kg/a)、长治化工有限公司、钟祥市华毅化工有限公司(18000万kg/a)等。
另外晋城市规划中的野川、马村化工园区,工厂十分集中,规模现在大约为30000万kg/a,随着发展,其规模将进一步扩大。
(2) 冶金污秽冶金污秽主要包括铝厂、炼铁厂、炼钢厂等。
根据调研情况,主要有巩义市回锅镇的铝加工基地、焦作市西向镇的沁阳铝试验厂(5000万kg/a)、西向镇宏达炼钢厂、晋城市泽州县弘鑫冶炼公司(3000万kg/a)以及晋城分布广泛的小型炼铁厂等。
(3) 火电厂主要集中在河南省和山西省,有以下大型火电厂:沁阳铝电集团电厂(31万kW)、孟州电力股份有限公司(49万kW)、偃师市首阳山电厂(100万kW)、洛阳华润热电有限公司(25万kW)、南阳市鸭河口电厂(现有70万kW,总体规划310万kW)、阳城电厂(现有容量235万kW,在建的二期规模将达到355万kW),晋城和长治规划中将建成赵庄电厂、高河电厂、沁水电厂和郑庄电厂四个大型火电厂,规模都在240万kW以上,这将大大增加污染的严重程度。
(4) 其它工业污秽沿线走廊附近除上述类型污秽外,还包括如水泥厂、石灰厂、煤矿区等。
主要有宜城市水泥厂、汝州水泥公司、南阳航天水泥厂、赵庄煤矿、成庄煤矿等。
另外沿线有许多小型采石场、砖厂、煤矿和储煤厂等,污染比较严重。
(5) 自然污秽自然污秽主要是由大气降尘、风沙、农药以及化肥产生的污染。
待建特高压线路沿线多数地段附近工业并不发达,大气环境污染状况相对较轻。
湖北省境内地势多为平地和丘陵,沿线主要是农田和旱地,杂树林覆盖面积较大,植被较多,雨水比较充沛,在一定程度上减轻了自然污秽的影响。
河南省境内地势以平原为主,全年以东北风为主,雨水较少,灰尘、风沙较大,自然污秽影响比较大。
山西省境内主要以高山大岭和山地为主,待建特高压线路将跨越太行山脉,全年以西北风为主,降雨较少,粉尘污染严重。
(6) 部分污秽物化学成分分析对沿线走廊不同类型的污源点的污秽物进行了取样以及化学成分分析,分析结果见表3-1。
表3-1 部分污源污秽物成分分析结果单位:mg/L图3-6 污染物的化学成分从测量结果和上图可知,污秽物中Ca+离子含量远大于Na+、K+、Mg2+离子含量,尤其是炼焦厂、水泥厂和化肥厂,都大于100mg/L。
污秽物中的Na+和K+含量基本相等,其中以火电厂和炼钢厂最为严重。
负离子中SO42-离子含量最高,其中水泥厂和火电厂都超出了100mg/L,化肥厂甚至超过200mg/L。
可见,沿线污染源的排放物主要以粉尘污染和盐类污染为主。
2.1.2 气候条件和污湿特征根据调查收资,沿线与污秽闪络相关的降雨量、小雨天数、降雾日数及最长雾日数、平均温度和相对湿度及污闪季节的风等气象条件的调查统计结果如下:图3-7 降雨日数从调查情况来看,2002年-2004年三省的降雨主要集中在6月-9月,这四个月的平均月降雨日数为15天-22天。
占到全年降雨日数的52%-68%。
降水量以荆门、襄樊、南阳和平顶山等地居多,山西省降水量在三省中为最少,呈从南向北逐渐减少的趋势。
连续无降雨日主要集中在10月至来年3月,平均连续无降雨日数呈从南向北逐渐递增的趋势。
毛毛雨是引发污闪的主要原因,湖北地区以及河南省南部毛毛雨较多,为18天-39天;河南北部及山西省相对较少,为12天-29天。
综合上述情况,沿线从南向北利于积污的气象条件递增的趋势,但诱发污闪的外部条件例如毛毛雨则反之,降雾气象以南阳、长治境内较为严重。
表3-2 污闪季节的风速、主导风向和静风频率统计2002-2004年的污闪季节的风速均在2m/s左右,静风频率在23%以下,不利于污染物的扩散。
3.2 沿线现状污区情况3.2.1 现有污区图的情况3.2.2 现场实测污秽状况图3-16 山西段路径与电网相对关系图注:斗樊线144#杆塔绝缘子串在雾湿天气下有放电现象。
3.3 本工程沿线污区划分3.3.1 污区划分原则(1) 参照GB/T16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》的规定。
(2) 有关文件的要求;(3) 结合特高压线路具体情况及污区划分“运行经验、污湿特征、现场等值附盐密度”三要素来确定。
当三者不一致时,应以运行经验为主;(4) 对既没有运行经验、又没有盐密测量值的地区,暂按污湿特征,并结合各省最新污区分布图的定级来确定污秽等级。
建议本工程特高压线路污区划分参照GB/T16434-1996中对各污秽等级下的爬电比距分级数值作出的规定,如表3-6所示。
表3-6 特高压线路各污秽等级下的爬电比距分级数值注:爬电比距取额定电压计算值3.3.2 晋东南—南阳段线路污区划分山西省境内线路全长约118km,地形以丘陵为主,跨越太行山脉;省内污染源主要有煤矿、炼焦厂、炼铁厂、化工厂以及大型电厂等,另外规划中的野川、马村化工园区以及阳城电厂二期、赵庄电厂、高河电厂、沁水电厂、郑庄电厂等重污染源将使大气污染愈加严重;全年干旱少雨,小雨日数约为12天-21天,平均湿度仅为61%左右;污闪季节降雾日数达到18天-32天;主导风向为西北风,风力较大,污秽物的扩散能力很强。
山西省境内与特高压线路平行或跨越的500kV线路有阳东线(Ⅲ级中、上限设计、爬电比距2.8-3.1cm/kV)、榆临线(Ⅲ级下限设计、爬电比距2.6cm/kV)。
河南境内与特高压线路平行或跨越的500kV线路有樊白双回(Ⅱ级上限设计、爬电比距2.5cm/kV)、白郑线(Ⅱ级中限设计、爬电比距2.2cm/kV)、姚白线(Ⅱ级中限设计、爬电比距2.2cm/kV)、牡嵩双回(Ⅲ级中限设计、2.8cm/kV)、沁获线(Ⅲ级上限设计、爬电比距3.0cm/kV)。
根据ESDD测量结果,结合线路运行经验和污湿特征,晋东南—南阳段特高压输电线路污秽等级划分如下:我国500kV输电线路一般按泄漏比距法确定绝缘子片数,从而确定串长。
对于我国来说,由于大气污染严重,现有500kV 线路,绝缘子串长一般均由工频条件下的污闪特性决定。
由爬电距离来决定绝缘子的串长,这种方法首先根据输电线路所经地区的污秽情况,盐密和灰密的测量值,以及已有输电线路的运行经验,确定污秽等级,再依据国家标准GB/T 16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》来决定该污区所对应的爬电比距,根据所选绝缘子的爬电距离计算所需绝缘子的片数。
此种方法简单易行,可操作性强,在工程设计中被广泛采用,并且经过很多工程实际的考验,是一种可被接受的工程设计方法。
4.4 按爬电比距法选择悬垂串的绝缘子片数4.1.1 工频过电压条件下绝缘子串片数由爬电距离来决定绝缘子的串长,在工程设计中被广泛采用。
由工频电压爬电距离要求的线路每串绝缘子片数应符合下式要求:式中:m — 每串绝缘子片数; U m — 系统额定电压,kV ;λ — 爬电比距,cm/kV ,列于表盐密与爬距配置表; L0 — 每片悬式绝缘子的几何爬电距离,cm ;Ke — 绝缘子爬电距离的有效系数,主要由各种绝缘子爬电距离在试验和运行中提高污秽耐压的有效性确定。
(1) 绝缘子爬电距离的有效系数Ke绝缘子爬电距离的有效系数K e 定义为在相同的自然条件下,在相同L K U m e mλ≥的积污时间内被试绝缘子与基准绝缘子沿单位泄漏距离的污闪电压之比。
K e 不能仅根据人工污秽闪络电压的试验结果确定,还必须考虑绝缘子的自然积污能力。
我国幅员辽阔,各地的地理气象条件差别很大,不同形状的绝缘子在不同地区的运行效果也有差别。
目前还很难确定各种形状绝缘子的K e 值。
电力行业标准DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中指出:几何爬电距离290mm 的XP-160型绝缘子的K e 暂取为1。
采用其它型式绝缘子时,K e 应由试验确定。
1%.50022%.5001U L U L K e式中:L 01、L 02 — 分别为XP-160型及其它型绝缘子的几何泄漏距离; U 50%.1、U 50%.2 — 分别为XP-160型及其它型绝缘子的50%污闪电压,kV 。
为分析研究不同型式绝缘子的有效系数;参考了《西北电网750kV 输电线路绝缘子在高海拔低气压条件下的污闪特性研究》报告,该报告提供了750(2#)和750(4#)试验U 50%值(ESDD :0.05;NSDD :0.1mg/cm 2)。
表4-5 西北电网污闪特性研究的瓷绝缘子U 50%值武汉高压研究所《1000kV 交流输电线路绝缘子长串污秽特性及污秽外绝缘设计的研究》报告,报告中提供的常压下绝缘子的单片U 50%值;具体数据和相应绝缘子的有效系数Ke 计算值如表4-6。
表4-6有效系数Ke 的计算上表中盘型(钟罩型)绝缘子的有效系数Ke的计算值基本在0.86-0.90之间,由于3#-6#绝缘子为灰密0.5mg/cm2条件下U50%值,其值偏大,因此,绝缘子的有效系数Ke计算值偏大;7#-8#双伞和三伞绝缘子的有效系数Ke的计算值基本在0.94-0.99之间,由于其U50%无法进行灰密修正,且7#和8#绝缘子的U50%值为短串试验得到,其值偏大,因此,有效系数Ke的计算值也偏大。