DQZHAN技术讯：秘笈：从绝缘子规范谈绝缘子选择

1 关于不同放电波形下的绝缘配合

绝缘子的放电特性在工频电压、操作过电压、雷电过电压下是不一样的。工频电压下的绝缘配合，一般只要求爬距满足要求。毕竟，工频电压是长时间施加在绝缘子上的。操作过电压与雷电过电压的放电特性，主要受绝缘子串长影响，其中，操作过电压为内部过电压，故不考虑塔高的影响，而雷电过电压为外部过电压，必须考虑塔高。另外，操作过电压的过电压波形更逼近于工频电压的波形，所以，零值绝缘子会影响其放电特性，故在进行操作过电压下的耐张绝缘子计算时，必须考虑比悬垂串多加一定数量的零值绝缘子;而雷电过电压因放电时间极短而主要考虑有效串长，零值绝缘子不会降低绝缘子串的有效串长，所以在进行雷电过电压的绝缘配合时不必考虑添加零值绝缘子。不管是工频电压还是操作过电压与雷电过电压，海拔升高后，因受空气密度的影响，绝缘子表面的去游离特性会变差，因而，都必须进行海拔的修正。

再具体一点：

1、工频电压，只需要满足爬距即可，且爬距法可用于悬垂和耐张!此法不需要塔高修正，也无需零值修正(爬距为经验值，已经考虑了零值绝缘子的影响)。

2、操作过电压，满足表7.0.2的*低要求，这个表其实就是供校验用的，因为根本没给你操作过电压的倍数，以及操作过电压下绝缘子放电特性(图)，你无法去查表获得绝缘子长度进而求得片数。若耐张，则需加零值片。不管何种高度的绝缘子串，零值失效后的绝缘子串等效长度都必须满足此表要求的串长，此为无零值时的*低要求串长(所以耐张串的零值片数应该在各种修正完成后再加，修正的时候你就当它是零!)。平原条件下，塔高不影响绝缘子在操作过电压下的放电特性以及过电压的值，故对操作过电压无需进行塔高修正。

3、雷电过电压，塔高40米以下时，绝缘子串长度必须满足表7.0.2的*低要求;塔高超过40米，须塔高修正，修正后的绝缘子串长度为雷电过电压要求之长度，通过此长度可换算即将使用的绝缘子片数(用长度除以即将使用的绝缘子之高度)。

2 关于取整

当对绝缘子串进行不同高度的绝缘子高度换算来求取串长、然后求得片数以及海拔修正求得片数时，每次修正都会产生小数位，这涉及到向上取整的问题：当进行两次或两次以上修正的时候，是分步取整，还是*后一次取整?分步取整，也就是**次修正后马上向上取整，用这个整数再次参加下一个修正，将得到的数据再向上取整。这样得到的结果肯定是偏**的，但是不够精准，**裕度被放大。如果**次修正后，先不取整，带小数位参加下一次的修正，直至修正结束，*后一次性向上取整，这样的结果更精准，**裕度刚好符合要求。

3 关于零值绝缘子(主要指耐张串)的添加次序

零值绝缘子理论上应该在所有的修正完成后添加，因为不管进行哪类的修正，零值就相当于无效绝缘子，当然是*后加。用一个无效的长度去修正，显得没有任何意义。待用绝缘子与标准绝缘子的高度不一致的时候，添加次序尤为重要!当零值绝缘子真正失效的时候，有可能引起串长的不足。

正 文

**部分 线路绝缘子

**步：爬电比距法

据GB 50545-7.0.5，按照污秽等级(一般海拔不超过1000米，81页，表2-6-5)的爬电比距计算出绝缘子片数(此时结果一般不会是整数)，然后向大取整即可得N1。(注意：此时题中所给的即将使用的绝缘子高度将为校验操作过电压、雷电过电压所需绝缘子串长度引用。另此法为经验公式，已考虑零值绝缘子，故求得数值可以适用于悬垂与耐张，也即无需进行零值修正)。

**步：操作过电压校验

若为悬垂串，根据**步得到的N1(注意，已经取整)求得绝缘子串长度L1，此数据待用(莫急，呵呵)。根据表7.0.2所要求的操作过电压*小片数(勿加零值绝缘子的数量)及对应的标准绝缘子高度(两个数据都在表中)求得绝缘子串长度L2，若L1大于L2，则N1符合操作过电压要求!留用!!!本步骤结束!!!若L1小于L2，N1弃用!根据L2长度除以即将采用绝缘子的高度后向上取整得到片数N2(只有清洁区才会出现，因为爬电法需要的片数实在太小，而操作过电压要求的串长度为强规所要求必须满足)，留用N2。

若为耐张串，根据表7.0.2所要求的操作过电压*小片数(勿加零值绝缘子的数量)及对应的标准绝缘子高度(两个数据都在表中)求得绝缘子串长度L2，并进行绝缘子高度换算，取整，零值修正(根据7.0.2条要求)得到N2。若N1大于N2，则N1符合操作过电压校验要求!留用!!本步骤结束!!否则，N1弃用!留用N2!!

第三步：雷电过电压校验

根据雷电过电压*小片数及相应的绝缘子标准高度(勿加零值绝缘子的数量)以及塔高修正(因为塔高修正增加的是146高度的绝缘子，所以需进行绝缘子高度变换)求得绝缘子串长度L3，L3同L1与L2中的大者进行比较，若L3不是*大，则本步骤结束!!若L3*大，则N2与N1全部弃用，根据L3长度除以当前所用绝缘子的高度得到片数N3。

第四步：如果是复合绝缘子依据50545-7.0.7进行选取修正。在重污区，除了使用75%的爬距外，尚需满足2.8cm/kv的*低要求。使用线路额定电压来校验距离。

第五步：将前面留用的N1或悬垂串N2或N3依据50545-7.0.8进行海拔修正(此时N1、N2、N3可带小数点后两到三位)，向上取整后得到*终的N值。耐张串的海拔修正，应该先用不含零值的N2进行修正，*后添加零值片数。

**部分 发电厂变电站绝缘子(依DL/T5222、DL/T620整理)

原则：

1、在空气清洁无明显污秽的地区，悬垂绝缘子串的片数可比耐张串的同型绝缘子少一片。污秽地区，悬垂串与耐张串的片数相等。

2、在海拔高度1000—4000m地区，当需要增加绝缘子数量来加强绝缘时，耐张绝缘子串的片数按下式修正：

NH=N[1+0.1(H-1)]

其中：

NH：修正后的片数

N：海拔1000m及以下地区的绝缘子片数

H：海拔高度，km。

3、在海拔高度1000m及以下的I级污秽区，当采用X-4.5或XP-6型绝缘子时，耐张串的片数一般不小于表2数值。

4、悬式绝缘子型式及片数，可按下列条件选择：

a)、按系统*高电压和爬电比距选择

绝缘子的爬距不得小于表3所列数值。在空气污秽地区宜采用防污型绝缘子，并于其他电器采用相同的防污措施。

b)、按内过电压选择

220kv及以下电压，按内过电压倍数和绝缘子串的工频湿闪电压选择;

330kv及以上电压，按避雷器的操作过电压保护水平和绝缘子串的正极性操作冲击50%放电电压选择。

c)、按大气过电压选择

由避雷器冲击保护水平确定，且不低于隔离开关和支柱绝缘子的相应值。

5、选择悬式绝缘子应考虑绝缘子的老化，每串绝缘子要预留的零值绝缘子片数为：

35～220kv，耐张串2片，悬垂串1片;

330kv及以上，耐张串2～3片，悬垂串1～2片。

表2：X-4.5或XP-6型绝缘子耐张串片数

电压kv

35

63

110

220

330

500

750

绝缘子片数

4

6

8

13

20

30

注：330、500kv可用XP-10型绝缘子。

具体操作步骤：

**步：确定所选是耐张还是悬垂(很少用);

**步：依据污秽等级和爬电比距、线路电压计算绝缘子片数;

第三步：进行海拔修正，得绝缘子片数n。考虑耐张或悬垂的零值绝缘子*终确定片数n，并计算串长L1;

第四步：按照操作、雷电过电压选择绝缘件子片数，计算串长L2;

第五步：比较L1、L2，取大者;根据题干给出绝缘子高度计算出绝缘子片数n。

变电所一般不考虑第四步、第五步。

争议与补充

(2014年9月15日考后个人观点)

1、 线路是否需要加零值

有同学认为在《DL/T 5222》中有明确的零值添加数值，而《GB 50545》始终没有提及零值，并且咨询了一些设计院，设计人员也说没有零值补偿。因而得出结论：线路无零值!这一点，我(绝不敢苟同!《GB 50545》的7.0.2条作为强规，强调耐张绝缘子串的片数要在表7.0.2的基础上增加。为什么要加?为什么强调是耐张串要加?道理已经很明显了。《线路手册》也在多处提及零值的补偿，本手册出版时间为2000年左右，相距《GB 50545》的出版并不遥远，《GB 50545》不可能对此做出颠覆性的改变!变电站的耐张串与线路的耐张串有本质区别吗?没有!

2、 绝缘子片数的海拔修正公式

在2014年5月本秘笈出版后，一直未有较大改动。后来蚂蚱同学提出，绝缘子的海拔修正，若仅用《GB 50545》的7.0.8公式来进行，是不够妥当的。经群内高手飞天等人确认，公式7.0.8确实仅适用于工频条件侧污闪电压修正。若进行雷电、操作过电压的修正，采用公式7.0.12才是比较稳妥的。但在2013真题中，题目却暗示用7.0.8进行绝缘子片数的海拔修正，这就看出题人的想法了。考试时需灵活对待，若给你m1值，你就乖乖地用公式7.0.8修正，否则你还是用7.0.12。

3、《GB 50545》第7.0.7条对复合绝缘子的选取说明，在重污区使用的爬距为普通绝缘子的0.75，另外尚需满足2.8cm/kv的*低要求(相当于表7.0.2中的强规要求)，但注意此时使用线路额定电压乘以2.8cm/kv。另：《GB 50545》第7.0.6条中需将7.0.3改成7.0.5，其余无需改变。

4、 对附录A典型气象区各种参数的理解与应用

附录A列出了各种工况下的风速、气温取值。须注意的是：在雷电过电压下、覆冰等条件下，表中所列数值皆指导线平均高度处的风速，不必进行高度换算。此风速为经过气象统计得出，风速太高，无法形成覆冰;雷电一般也不在*大风时候发生。唯有操作过电压选取的风速需进行高度转换并取50%(不低于15米每秒)。

尾声

以下内容为写线路绝缘子总结之前的抄录内容，仅供参考。

好像只有雷电过电压才考虑塔高修正(线路手册的103页左下、128页右上、135页右中三处提到塔高修正，全部跟雷电有关，工频电压及操作过电压下均未提及)!

只有操作过电压才考虑零值绝缘子(工频已在经验中包括)。

原则

绝缘子及空气间隙的绝缘计算：

工频电压下：

1、 机电荷载能力，考虑**系数、断联等情况(线路手册72页);计算为主

2、 非污秽条件下，按照工频湿闪特性选取(线路手册72，73页);查图表

3、 污秽条件下，爬电比距法(81页)，按绝缘子串的污闪电压选取(线路手册81页左下，82页左中);

4、 塔头工频空气间隙的选取(82左下，此式也间接说明620的25式两侧要么同时取峰值要么同时取有效值!)另：国外的经验指出(考试是否修正?)：塔头空气间隙的工频击穿电压也与塔宽及导线结构有关，塔宽修正及相导线结构修正(线路手册80页);

5、 注意500kv以上，p79右下及82页右中提及，不宜再用线性公式计算。

操作过电压下：

从620规定。

线路手册96页。

按操作过电压条件选取绝缘子数量，需再加零值绝缘子(96页右下)，*低要求为50545的7.0.2条要求。

雷电过电压

降雨对空气间隙的雷电冲击击穿电压实际上没有影响!(100页)

绝缘子串的雷电冲击闪络电压和其型式关系不大，主要取决于串长!分散性也小。塔高修正主要是大气修正(线路103页左下)。

塔头空气间隙的雷电冲击击穿电压应与绝缘子相匹配。配合比取值0.85(500kv及以下，DL620提及)，750kv取0.8。

另：

1、线路手册103页的2-6-44公式必须搞懂，计算绝缘子串摇摆角，纯粹力学问题，经常考。

2、线路手册的1023页公式也相当重要，注意领悟。