[发明专利]特高压交流输变电设备污秽外绝缘设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及1000kV交流输变电设备污秽外绝缘设计方法。

背景技术

在进行污秽外绝缘设计时，无论是输电线路绝缘子还是变电站用支柱绝缘子和空心绝缘子，我国以往均采用爬电比距法。GB/T 16434-1996附录中所给出的绝缘子50％人工污秽工频耐受电压值U_50％是2片～5片短串绝缘子试验得到的，由于污秽闪络电压梯度与绝缘子串长呈非线性趋势，因此爬电比距法采用的短串绝缘子U_50％值试验结果推算至1000kV长串会带来很大偏差，1000kV长串绝缘子的实际单片U_50％值低于由2片～5片短串所确定的U_50％值40％。无论超高压还是1000kV特高压交流输电系统，一般应按输变电设备所在地区的现场污秽度SPS(包括ESDD/NSDD或SES)、绝缘子串可接受的污秽闪络概率、污秽耐受电压水平、绝缘子型式、绝缘子串的布置方式等几个方面进行污秽外绝缘设计。

在污秽外绝缘设计方面，1000kV特高压与超高压相比具有下列特点：

a)由于1000kV线路需采用高强度大盘径绝缘子以及与超高压不同的绝缘子串的布置方式，使得这些绝缘子的污秽特性与超高压的不同；

b)1000kV线路需采用分裂导线数一般在8根以上，由于机械载荷大幅度增加需采用2串～4串或更多串数相并联的绝缘子串布置方式，并联绝缘子串的污闪电压比单串绝缘子低，不同并联串数的绝缘子串的污闪电压需通过对比试验来确定；

c)1000kV输电线路用绝缘子串的长度比超高压线路长一倍以上，其绝缘子串污闪电压与串长之间的关系也是1000kV级线路污秽外绝缘设计需要研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高压交流输变电设备污秽外绝缘设计方法，克服现有爬电比距法用于特高压交流输变电设备上产生的很大偏差。

本发明的技术方案是：一种特高压交流输变电设备污秽外绝缘设计方法，所述输变电设备包括交流输电线路绝缘子和交流变电站支柱绝缘子和空心绝缘子，其特征在于：

一、交流输电线路绝缘子污秽外绝缘设计步骤：

第一步确定现场污秽度SPS；

确定该输电线路“地区污秽”的SPS，必要时应对污秽物成份进行化学分析；

第二步将现场污秽度SPS校正到附盐密度SDD(可简称试验盐密SDD)；

第三步单片绝缘子最大耐受电压U_max的确定

①由GB/T 4585-2004附录B2.2条规定的在给定基准污秽度SPS下的50％人工污秽耐受电压的测定程序求出绝缘子串U_50％并折算为单片值；

②由线路设计闪络概率P确定单串闪络概率p：

p＝1-(1-P)ⁿ

式中：n为并联绝缘子串数；

绝缘子串污秽闪络电压按正态函数，分布，k₁由正态分布表得出；

③可由k₁和标准偏差σ(可取7％或由试验数据计算)计算U_max1

U_max1＝(1-k₁σ)U_50％

④对U_max1进行k₂校正得出U_max2。

k₂＝1-Nln(T/D)

U_max2＝k₂U_max1

k₂：绝缘子上下表面不均匀比系数；

N：常数；

T/D：上下表面积污比。

⑤U_max2进行NSDD的k₃校正得出U_max3。

U_max3＝k₃U_max2

k₃：NSDD校正系数。

⑥U_max3进行串型的k₄校正得出U_max。

U_max＝k₄U_max3

k₄：串型校正系数。

第四步污秽设计目标电压值U_Φmax的确定