絕緣配合標準簡介

中國于1964年實施了國家標準《高壓電氣設(shè)備絕緣試驗電壓和試驗方法》。此標準由原第一機械工業(yè)部、水利電力部提出，經(jīng)中華人民共和國科學技術(shù)委員會批準。標準適用于3～220千伏電壓等級的交流三相電工設(shè)備。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，經(jīng)國內(nèi)許多單位的努力，1983年又制訂出高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合的國家標準，并由國家標準局于同年12月26日發(fā)布,1985年10月1日開始實施。標準代號為GB311-83,同時取代1964年實施的國家標準。

GB311-83包括引言、絕緣配合的基本原則、絕緣水平及一般試驗規(guī)定、高電壓試驗的一般試驗條件和要求、試驗程序、測量裝置、測量裝置使用導則、測量球隙等部分。適用于3～500千伏交流三相高壓輸變電設(shè)備的“相”對地絕緣配合。但不包括電力系統(tǒng)工程建設(shè)的各種其他規(guī)范和標準。2100433B

絕緣特性與絕緣水平

電工設(shè)備絕緣可分為自恢復絕緣和非自恢復絕緣兩大類。自恢復絕緣的絕緣性能破壞后可以自行恢復，一般是指空氣間隙和與空氣接觸的外絕緣。非自恢復絕緣放電后其絕緣性能不能自行恢復，通常是由固體介質(zhì)、液體介質(zhì)構(gòu)成的設(shè)備內(nèi)絕緣。

設(shè)備的絕緣強度與電極的形狀、絕緣材料、電極間的距離，電壓的波形等等因素有關(guān)，具有分散性。因此在實際工程中非常重視電工設(shè)備真型的絕緣試驗。

電工設(shè)備的絕緣水平就是指該設(shè)備能夠耐受（不發(fā)生閃絡、放電或其他損壞）的試驗電壓值。根據(jù)電工設(shè)備在系統(tǒng)中可能承受到的各種作用電壓、保護裝置的特性以及設(shè)備絕緣對各種作用電壓的耐受特性，制定了一些表明設(shè)備基本絕緣水平的試驗電壓值。它們是：①短時工頻耐受電壓值；②雷電沖擊耐受電壓值；③操作沖擊耐受電壓值；④長時間工頻試驗電壓值。

上述試驗電壓的波形、數(shù)值、試驗電壓施加的方法、時間、次數(shù)等，在各國的國家標準中都有明確規(guī)定。

絕緣配合慣用法

按作用在設(shè)備絕緣上的最大過電壓和設(shè)備的最小絕緣強度的概念進行絕緣配合的方法。慣用法簡單明了，但無法估計絕緣故障的概率以及概率與配合系數(shù)之間的關(guān)系，故這種方法對絕緣的要求偏嚴。

按作用在設(shè)備絕緣上的“最大過電壓”和設(shè)備的“最小絕緣強度”的概念進行絕緣配合的習慣方法。首先需確定設(shè)備上可能出現(xiàn)的最危險的過電壓和設(shè)備絕緣最低的耐受強度，然后根據(jù)運行經(jīng)驗，選擇一個配合系數(shù)作為這兩種電壓的比值，以補償在估計最大過電壓和絕緣最低耐受強度時的誤差及增加一定的安全逾度，最后確定設(shè)備絕緣應能耐受的電壓水平。慣用法簡單明了，但無法估計絕緣故障的概率以及此概率與配合系數(shù)之間的關(guān)系，故這種方法對絕緣的要求偏嚴。由于對非自恢復絕緣放電概率測定的費用太高，因此只能使用慣用法。對220千伏及以下的電工設(shè)備，通常仍采用慣用法。例如，電力變壓器都用避雷器保護。避雷器限制雷電過電壓的能力常用避雷器保護水平表示。變壓器耐受雷電沖擊的絕緣水平 (BIL)需高出避雷器的保護水平，兩者的比值稱為配合系數(shù)。中國一般采用的配合系數(shù)值是1.4。對于500千伏變壓器，國際電工委員會(IEC)規(guī)定，配合系數(shù)需等于或大于1.2。

絕緣配合統(tǒng)計法

根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，合理地確定絕緣水平。統(tǒng)計法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。困難在于隨機因素較多，某些統(tǒng)計規(guī)律還有待認識。

從過電壓幅值與絕緣抗電強度都是隨機變量的事實出發(fā)，根據(jù)過電壓幅值及絕緣閃絡電壓的統(tǒng)計特性，算出絕緣故障率。改變敏感的影響因素，使故障率達到可以被接受的程度，在技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，合理地確定絕緣水平。

這種方法不僅能定量地給出絕緣配合的安全程度，還可以按照設(shè)備折舊費、運行費及事故損失費三者總和最小的原則進行優(yōu)化設(shè)計。研究得比較多的是以過電壓幅值的概率分布為基礎(chǔ)的統(tǒng)計法。

在超高壓電力系統(tǒng)中降低絕緣水平有顯著的經(jīng)濟效益。自恢復絕緣的絕緣強度統(tǒng)計特性相對比較容易獲得。70年代以來，國際上推薦對超高壓電力系統(tǒng)的自恢復絕緣采用統(tǒng)計法進行絕緣配合。

統(tǒng)計法的困難在于隨機因素較多，某些隨機因素的統(tǒng)計規(guī)律還有待積累資料與認識，低概率密度部分的資料比較難取得。算出的故障率， 通常比實際的大很多，還有待在應用中不斷完善。

絕緣配合簡化統(tǒng)計法

為了便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。國際電工委員會（IEC）及中國國家絕緣配合標準，推薦采用出現(xiàn)的概率為 2%的過電壓作為統(tǒng)計（最大）過電壓Uw，再取閃絡概率為10%的電壓作為絕緣的統(tǒng)計耐受電壓Uw，在不同的統(tǒng)計安全系數(shù) γ=Uw/Us的情況下，計算出絕緣的故障率 R。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較，在成本與故障率間協(xié)調(diào)，定出可以接受的R 值 ，再根據(jù)相應的γ及Us，確定絕緣水平。為了在實際應用中便于計算，假定過電壓及絕緣放電概率的統(tǒng)計分布均服從正態(tài)分布。

簡化統(tǒng)計法與慣用法同樣簡單易行，并有現(xiàn)成曲線可查。雖然故障率的數(shù)值不一定很準確,但便于在工程上作方案比較,因而應用很廣泛。

研究絕緣配合的目的在于綜合考慮電工設(shè)施可能承受的作用電壓（工作電壓及過電壓）。

電工設(shè)備經(jīng)常在電力系統(tǒng)工作電壓下運行，還會受到各種過電壓作用。電工設(shè)備絕緣對各種作用電壓都具有一定限度的耐受能力。當絕緣性能被破壞時，會造成設(shè)備損壞甚至系統(tǒng)停電事故。為了避免上述損失，必須保證電工設(shè)備具有規(guī)定的絕緣強度，這就是絕緣水平。確定絕緣水平要求在技術(shù)上處理好作用電壓、限制過電壓的措施、絕緣耐受能力三者之間相互配合的關(guān)系，還要求在經(jīng)濟上協(xié)調(diào)投資費用、維護費用和事故損失費用等之間的關(guān)系，以達到較好的綜合經(jīng)濟效益。

中文名稱

絕緣配合慣用法

英文名稱

conventional procedure of insulation coordination

定　　義

根據(jù)過電壓保護裝置特性，并考慮一些不利因素(如距離、波形的影響等)以決定可能作用于設(shè)備上的最大雷電過電壓、操作過電壓。再將這一電壓乘上慣用配合因數(shù)以決定設(shè)備的絕緣水平，據(jù)此在標準數(shù)列中選取設(shè)備的標準耐受電壓。

應用學科

電力（一級學科），高電壓技術(shù)（二級學科）