导线与杆塔间的空气距离优化方案

导线对杆塔的空气间隙尺寸,应从安全和经济两方面统一考虑。若间隙过大,则塔头尺寸需加大,增加线路造价;若间隙过小,则在正常运行或过电压情况下发生放电,影响安全运行,并且,带电作业或带电登塔检查也很不方便。

导线对杆塔的空气间隙,一般受大气过电压作用发生闪络的机会较多,内过电压次之,工作电压下的机会最少,但其作用的持续时间却相反。在确定间隙大小时,必须考虑因风压作用于绝缘子串产生偏斜的因素。对工作电压来说,计算风速应取线路的最大计算风速Vzd。对内过电压考虑其作用时间较短,因此规定其计算风速Vng为最大计算风速Vzd的50%。对大气过电压来说,因其持续时间极短,因此计算风速Vdσ规定为10m/s,在气象特殊恶劣地区,可采用15m/s。根据以上规定的计算风速,三种情况下的计算风偏角是各不相等的,如图2-16所示。以不同风偏角下的导线位置为圆心,相应的空气间隙为半径,作“间隙圆”图。“间隙圆”只能和杆塔边缘尺寸相切,不能相交。画“间隙圆”时,要考虑杆塔脚钉、导线悬垂角等影响,并留有适当余地。

图2-16　工作电压、内过电压及大气过电压下的风偏角

1—杆塔;2—绝缘子串;3—导线

(一)按工作电压选定线路空气间隙Sg

按工作电压选定线路空气间隙时,应满足:

式中 Ugf——考虑风偏角后,间隙Sg在工频电压下的放电电压,kV;

Uxg——额定相电压,kV;

K1——考虑空气密度变化影响(约下降8%)、空气湿度变化影响(约下降9%)以及其他不利因素,而采用的安全系数。

对中性点直接接地的220kV及其以下线路K1=1.6;对330kV及其以上线路K1=1.7;对中性点非直接接地的电网,考虑在单相接地情况下运行,K1=2.5。

(二)按内过电压选定线路空气间隙Sng

按内过电压选定线路空气间隙时,应满足:

式中 Ung——按内过电压要求考虑风偏角后,间隙Sng的工频放电电压或操作冲击波下的50%放电电压值,kV;(www.xing528.com)

K——内过电压倍数;

Uxg——额定相电压。

图2-17　空气间隙工频放电电压曲线

1—沈变试验值;2—西高所试验值

(三)按大气过电压选定线路空气间隙Sda

按大气过电压选定线路空气间隙时,应使空气间隙的放电电压值略少于绝缘子的放电电压值,一般约为0.82～0.86。

计算出各种情况下的放电电压值后,在间隙放电特性曲线上查出相应的间隙值,如图2-17所示。

在220kV及其以下线路中,一般大气过电压是选择空气间隙的决定因素。

各级送电线路在各种情况下的空气间隙不应小于表2-16的规定。污秽地区需加强绝缘时,空气间隙值仍应保持表2-16中数值。

海拔不超过1000m地区架空送电线路绝缘子串及空气间隙不应小于表2-16所列数值。在进行绝缘配合时,考虑杆塔尺寸误差、横担变形和拉线施工误差等不利因素,空气间隙应保留有一定裕度。

在设计杆塔时,空气间隙应留有适当裕度,以防止因杆塔制造误差、杆塔变形等不利因素造成的影响。

表2-16　线路绝缘子每串最少片数和最小空气间隙

注 1.绝缘子形式一般为XP型;330kV、500kV括号外为XP3型。
2.绝缘子适用于0级污秽区,污秽区绝缘加强时,间隙一般仍用表中的数值。
3.500kV括号内雷电过电压间隙与括号内绝缘子个数相对应,适用于发电厂、变电站进线保护段杆塔。

运行经验证明,用以上方法所选择的空气间隙值一般都满足各种气象条件、各种情况下安全运行的要求。在大气过电压下,线路绝缘闪络绝大多数是沿绝缘子表面发生,空气间隙被击穿放电的情况较少;在正常工作电压下,只有在风速超过设计值的极个别条件下,间隙被击穿放电,而且放电的部位常不在直线线夹处,而是跳线被大风刮起,与杆塔接近到最小允许值以内时。所以对过大的跳线,运行时应加以注意。