§8-2电气设备绝缘水平的确定(作为了解内容)
确定电气设备的绝缘水平即是确定确定其耐受电压试验值。
这些耐受电压包括:
额定短时工频耐受电压(即是1min工频试验电压);
额定雷电冲击耐受电压,用全波雷电冲击电压进行试验,称为基本冲击绝缘水平(BIL);
额定操作冲击耐受电压,用规定波形(250/2500μs)操作冲击电压试验,称为操作冲击绝缘水平(SIL)。
在电力系统中,对电气设备的绝缘水平的确定,根据系统最高运行电压Um的值不同,有不同的确定方法。因此,对电气设备的绝缘配合按Um划分为两种情况。
(1)范围I(3.5kV≤Um≤252kV)中电气设备绝缘水平的确定
这种范围针对的是系统标称电压为3~220kV的低、中压、高压系统。
1)绝缘配合的要求
i)避雷器只是限制雷电过电压,在操作过电压作用时不希望避雷器动作的,即是要求正常绝缘能承受操作过电压。
ii)短时工频耐受电压代表绝缘对操作过电压、雷电过电压总的耐受水平。这是因为在某一程度上,操作或者雷电冲击电压对绝缘的作用可用工频电压等效,且使试验工作方便可行。
2)电气设备绝缘水平的确定
参看图13.1所示的电气设备绝缘水平的确定过程。

图13.1 电气设备绝缘水平的确定
i)BIL(额定雷电冲击耐受电压)的确定
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其中,UPI为标准雷电流下的避雷器残压;KI为雷电冲击配合系数,国际电工委员会规定KI≥1.2,我国规定在电气设备与避雷器相距很近的时候取为1.25,相距较远的时候取为1.4。
将BIL换成等效工频耐受电压,则有:
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βI为雷电冲击耐受电压换成工频耐受电压的冲击系数,取为1.48。
ii)SIL(额定操作冲击耐受电压)的确定
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其中,Uxg为系统最高相电压幅值;K0为计算用操作过电压倍数,其取值教材;KS为操作冲
击配合系数,KS=1.15~1.25。
将SIL换成等效工频耐受电压,则有:
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ΒS为操作冲击耐受电压换成工频耐受电压的冲击系数,取为1.3~1.35。
iii)短时工频耐受电压的确定
通过比较U1与U2的大小,取两者中较大者作为短时工频耐受电压,从而确定了电气设备的绝缘水平。
(2)范围II(Um≥252kV)中电气设备绝缘水平的确定
针对的是标称电压为330kV,500kV的超高压(EHV)系统。
1)绝缘配合要求
要求避雷器同时用作限制雷电过电压和操作过电压。
2)电气设备绝缘水平的确定
此时,由于操作冲击波对绝缘作用的特殊性,以及不能肯定操作冲击电压与工频电压之间的等价程度,故特规定其操作冲击耐受电压,而不能用工频耐受电压代替。即是说,此时BIL和SIL均需分别计算。
i)BIL的确定
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UPI,KI与范围I中BIL的确定时的意义与取值相同。
ii)SIL的确定
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UPS为避雷器操作冲击电压残压值,KS与范围I中KS的意义与取值一样。
因此,在范围II中,电气设备绝缘水平由SIL和BIL共同决定,当然还要考虑其工作过电压引起的短时工频耐压实验值。

