[发明专利]一种特高压设备外绝缘耐受电压海拔修正的方法

说明书

本发明公开了一种特高压设备外绝缘耐受电压海拔修正的方法，属于高电压绝缘技术领域。具体包括：步骤一，获取计算特高压设备外绝缘耐受电压要求值所需的安全因数ks、配合系数kc、操作冲击电压配合系数ksc和代表性过电压Urp，根据ks、kc、ksc和Urp确定不同类型作用电压的耐受电压Uw，并将Uw做为海拔修正的基准电压；步骤二，根据需要进行外绝缘耐受电压修正的海拔高度，计算海拔修正系数Ka，步骤三，计算所述目标特高压设备的外绝缘耐受电压要求值U₁，步骤四，根据U₁确定目标特高压设备修正后的外绝缘额定耐受电压。本发明降低了高海拔特高压设备的外绝缘水平、制造难度、成本、运输难度和占地面积等，提高了特高压输电技术的经济性和实用性。

技术领域

本发明涉及高电压绝缘技术领域，并且更具体地涉及一种特高压设备外绝缘耐受电压海拔修正的方法。

背景技术

随着电压等级的提高，绝缘对电气设备的重要性越来越重要，经济性也更加突出。特高压是目前运行中电压等级最高的工程，交流特高压设备的绝缘水平对设备制造、成本、运输等均有直接影响。绝缘设计应在保证特高压设备安全运行的同时，合理制定绝缘水平。

海拔越高，空气越稀薄，与低海拔相比，其放电电压降低，相同绝缘耐受的电压更低，因此在高海拔地区需要提高设备的外绝缘耐受电压，即外绝缘水平。我国国家标准GB/Z24842-2009《1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合》(以下简称为“国标”)对特高压设备外绝缘耐受电压(外绝缘水平)的海拔修正提供了计算依据，当海拔高度H超过1000m时，采用式(1)计算的海拔修正系数ka对标准给出的设备额定外绝缘耐受电压值进行校正。

式中k_m为电压配合系数，取值如下：雷电冲击电压k_m＝1.0；操作冲击电压k_m图1选取；空气间隙和清洁的绝缘子的短时工频电压k_m＝1.0。

具体做法是：若海拔高度为1000m时设备的外绝缘额定耐受电压为U，则高于1000m的设备的外绝缘耐受电压要求值为U₁＝ka×U；

然后在标准耐受电压标准值中选取接近并高于U1的值作为设备的额定耐受电压Um，即绝缘水平。例如，在国标GB 311.1-2012中，设备的额定短时工频耐受电压系列标准值(有效值，kV)如下：

这种海拔修正方法以海拔高度1000m设备的外绝缘额定耐受电压U为基准，进行修正，这样会导致某些工程对设备的外绝缘提出过高要求。原因如下：

海拔高度1000m设备的外绝缘额定工频耐受电压U是在设备的工频耐受电压要求值(包含海拔高度1000m的海拔修正)U₀的基础上，向上靠一级或二级在上述系列标准值中选取的。因此，当海拔高于1000m进行修正时，采用公式(1)时两者之间的差值(U-U0)也进行了海拔修正，这部分电压升高造成了外绝缘偏高。以工频耐受电压为例说明如下：

国标规定海拔1000m及以下的设备额定工频耐受电压为1100kV，现假定设备位于海拔2000m地区进行海拔修正，ka＝1.131，U₁＝1100×1.131＝1244kV，向上靠一级选额定工频耐受电压为1300kV。

这种方法会使修正结果偏大，导致高海拔地区设备外绝缘耐受电压值过高。目前国标中，特高压设备外绝缘水平的海拔修正基准值为海拔高度1000m设备的额定耐受电压为U，包含了1000m海拔修正并向上选择接近的标准系列绝缘耐受电压。该基准值U偏大，不利于降低高海拔地区特高压设备的外绝缘水平。

发明内容