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1、德靖铁路大道牵引所污染问题,供变电专业解决方案,中铁第五勘察设计院集团有限公司,2011年3月,CHINA RAILWAY FIFTH SURVEY AND DESIGN GROUP CO.,LTD,汇 报 提 纲,第一部分 问题起因第二部分 绝缘相关概念及定义第三部分 解决思路及方法,第 一 部 分 问题起因,田德铁路建设指挥部转发的关于德靖线施工存在问题的报告，发文单位为南宁铁路局南宁供电段，发文日期为2011年3月11日。文件内容第2条“大道牵引变电所靠近火力发电厂，污染严重，但变电所供电设备设计时未考虑防污等级，给后期的运营维护带来困难”。我单位收到电文后非常重视，经与专册沟通后及时向
2、所、专业总级领导进行了回报，并与大道牵引变电所的电气施工单位联系，经他们帮忙落实来文的内容属实，在大道牵引变电所距离约1公里处确实有1座火力发电厂，且变电所处于火电厂的下风方向。,绝缘配合定义：GB311.1高压输变电设备的绝缘配合中规定按照电力系统中出现的各种电压（工作电压和过电压）和保护装置的特性来确定电气设备的绝缘水平，称为绝缘配合。额定绝缘水平：在规定条件下，用来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度，电气间隙和爬电距离的标准电压值，包括额定雷电冲击耐受电压、额定短时工频耐受电压和额定操作冲击耐受电压。最高电压Um252kV的电气设备的额定绝缘水平用额定雷电冲击耐受电压和额定短时工频
3、耐受电压来表征。绝缘介质：空气、各种绝缘材料、SF6、真空。,第二部分 绝缘相关概念及定义,各类设备的雷电冲击耐受电压 单位kV（有效值）,注：1.斜线下的数据仅用于该类设备的内绝缘 2.对高压电力电缆是指热状态下的耐受电压,第二部分 绝缘相关概念及定义,各类设备的1min工频耐受电压 单位kV（有效值）,注：330500的数值仅供参考斜线下的数据为该类设备的内绝缘和外绝缘干状态的耐受电压斜线下的数据为该类设备的外绝缘干状态的耐受电压,第二部分 绝缘相关概念及定义,第二部分 绝缘相关概念及定义,绝缘类型分为：（1）相对地绝缘；（2）相间绝缘；（3）纵绝缘（对开关设备来说是指开关断口的绝缘；对变
4、压器和互感器来说是指绕组的匝间、层间、段间绝缘）；外绝缘：指开关设备暴露在大气中部分的空间距离或设备固体绝缘的表面与大气接触部分，它承受电压作用，并受到诸如污秽、潮气、鸟兽虫害的影响。内绝缘：指开关设备在其防护装置外壳内的绝缘部分，它可以是固体、液体或气体，以保护开关设备不受外在大气条件的影响。标准参考大气条件：温度：20；压力：101.325kPa；绝对湿度：11g/m3。正常使用条件：（1）周围环境最高空气温度不超过40oC；（2）安装地点的海拔高度不超过1000m。对正常运行条件，绝缘应能长期耐受设备最高电压。,第二部分 绝缘相关概念及定义,对受避雷器保护的设备，其额定雷电冲击耐受电压由
5、避雷器的雷电冲击保护水平乘以配合因数Kc计算选定，一般取Kc1.4。相间绝缘的额定雷电冲击耐受电压均取相应的相对地绝缘的耐受电压值。设备纵绝缘的额定短时工频耐受电压一般等于相应的相对地绝缘的耐受电压值，但隔离断口的耐受电压可高于相对地绝缘的耐受电压值。对周围环境空气温度高于40C处的设备，其外绝缘在干燥状态下的试验电压应取标准规定的额定耐受电压值乘以温度校正因数Kf，Kf=1+0.0033(T-40)式中，T 为环境空气温度，C。在各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即电气间隙，亦称空气间隙。在这一距离下，无论是在正常最高工作电压还是在出现
6、内、外过电压时，都不致使空气间隙击穿。（设计参考我们的铁路电力牵引供电设计规范即可）,第二部分 绝缘相关概念及定义,爬电距离：简称爬距，沿绝缘表面测得的两个导电器件或导电器件与设备界面之间的最短距离。（绝缘体与导体间受潮或污染导致两者之间绝缘等级下降而发生闪烙击穿的最小距离），主要用来确定绝缘子、绝缘套管的绝缘水平。爬电比距：电力设备外绝缘的爬电距离对设备最高工作电压有效值之比。即：爬电比距=电力设备外绝缘的爬电距离(mm)设备最高工作电压(kV)根据不同绝缘材料的爬电比距可求得爬电距离。,第二部分 绝缘相关概念及定义,海拔高度：也称绝对高度，是表示地面某个地点高出海平面的垂直距离。由巴申定律
7、知，海拔高度越高，大气越稀薄，导致绝缘强度及散热效果变差，电气间隙耐压下降，同样对爬电距离也有影响，故对于3-35kV的高压电气设备，国标规定一般安装于1000米以下，超过1000米的海拔高度，电气设备外绝缘必须修正。对用于海拔高于1000m，但不超过4000m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘，海拔每升高100米，绝缘强度约降低1%，在海拔不高于1000m的地点试验时，其试验电压应为标准规定的额定耐受电压乘以海拔校正因Ka。Ka=1/（1.1-H10-4）H为设备安装地点的海拔高度，m。GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求给出了海拔校正因数的另一个计算式。,第二部分 绝
8、缘相关概念及定义,Ka=em(H-1000)/8150 H为设备安装地点的海拔高度，m。m取值如下：对于工频、雷电冲击和相间操作冲击电压m=1；对于纵绝缘操作冲击电压m=0.9；对于相对地操作冲击电压m=0.75。巴申定律表明，气体间隙的击穿电压与气体压力有关，如图所示。,大道牵引变电所海拔高度约为790米，年最高气温37.2，因此无需对绝缘电压值进行校核。TB/T 2805-1997：规定了电气化铁道牵引变电所内主变低压侧电气设备及开闭所、分区所、AT所电气设备的绝缘水平及爬电比距。,第三部分 解决思路及方法,注：1.户外供电设备的外绝缘污秽等级中0、三级的人工污秽耐受值，分别按照GB 55
9、82 中、级规定。2.户内供电设备的外绝缘使用条件的严酷等级同GB 3906附录E中的三个使用条件。,GB/T 5582-93 高压电力设备外绝缘污秽等级。,第三部分 解决思路及方法,污秽等级：根据自然污秽环境条件，相应地划分电力设备户外绝缘污秽等级，规定各级外绝缘人工污秽耐受值和爬电比距。污秽等级：设备安装地点的污秽程度对电气设备的外绝缘有重要影响。GB/T16434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给出了线路和发电厂、变电所污秽等级，见下表：,第三部分 解决思路及方法,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。（注意：单位是
10、厘米）,第三部分 解决思路及方法,注：线路和发电厂、变电所爬电比距计算时取系统最高工作电压，上表（）内数值为按额定电压计算值。,根据GB-T16434-1996高压架空线路和发电厂、变电所环境污区及外绝缘选择标准中规定220 kV及以下电力设备在级污秽区下的爬电比距数值为28.8mm/kV（额定电压下本所进线设备额定电压110kV），由于TB/T 2805中27.5kV设备的爬局值均为同类型数值在GB-T16434所列数值的1.4倍，因此建议大道牵引变电所110kV设备的爬距比按40.3mm/kV进行设计。结论：110kV侧设备外绝缘距离为：110kV40.3mm/kV=4433mm。27.5kV侧设备外绝缘距离为：31.5 kV34 mm/kV=1071 mm。本工程中以牵引变压器为例，高压侧套管爬距不应小于4433mm。低压侧套管爬距不应小于1071mm。,第三部分 解决思路及方法,谢谢大家！,恳请各位专家领导同事批评指正,
