防止过电压伤害的基本手段就是在不同电位的人或物体之间保持必要的距离,称之为安全距离。安全距离主要包括最小安全距离、最小组合间隙、最短有效绝缘长度。确定安全距离,应根据系统所能出现的最大内过电压幅值和最大外过电压幅值求出其相应危险距离,取最大数再增加20%的安全裕度而确定。
确定带电作业的安全距离属于绝缘配合的计算方法。绝缘配合是指综合考虑系统中各种作用电压、保护装置特性及设备的绝缘特性,最终确定电气设备的绝缘水平。其任务是要解决过电压与限压措施之间的矛盾,以及经过限制后的过电压与绝缘之间的矛盾,以达到安全、经济和高质量供电的要求。
电力系统的绝缘包括发电厂、变电站电气设备的绝缘和线路的绝缘。从绝缘结构和特性上区分为外绝缘和内绝缘两大类。
外绝缘是指与大气直接接触的绝缘部件,一般是指玻璃、瓷或硅橡胶的表面绝缘和空气绝缘。外绝缘的耐受电压值与大气条件密切相关,可能因为沿面闪络和气体间隙击穿等原因,暂时丧失绝缘性能,放电结束后又可自行恢复其绝缘性能,属于自恢复绝缘。
内绝缘是指不与大气直接接触的绝缘部件,其耐受电压值基本上与大气条件无关。
电气设备的绝缘水平是指电气设备能承受的试验电压值。不同电压作用下,设备绝缘的耐受能力不同,同一绝缘对不同作用电压的耐受值不同。外绝缘规定了湿状态和干状态下的工频放电电压。短时(1min)工频试验电压考核设备绝缘承受运行电压、工频过电压及操作过电压能力;长时间(1~2h)工频耐受电压用以考核某些设备在运行电压和工频电压作用下内绝缘的老化及外绝缘的污秽性能;操作冲击试验电压和雷电冲击试验电压是考核设备承受超高压设备绝缘承受操作冲击波作用能力和雷电过电压作用的能力的重要试验电压值。
常用的绝缘配合有惯用法和统计法。
1.惯用法
惯用法是以作用在绝缘上的“最大过电压”和绝缘本身的“最低耐受强度”为依据,使二者满足预期裕度,同时要考虑最大过电压和最低耐受强度时产生的偏差。
惯用法主要适用于220kV及以下电压等级。(www.daowen.com)
2.统计法
统计法是根据假定的过电压和绝缘强度的概率分布函数以及试验得到的。
在超高压系统(330kV及以上系统)中,对自恢复绝缘一般应用统计法来确定绝缘配合和安全距离。因为利用惯用法来确定超高压系统中绝缘间隙的最小安全距离,可能会将绝缘间隙的尺寸取得过大,技术上和经济上行不通。
确定绝缘的放电电压时,采用严格的正极性操作冲击时的50%放电电压,而实际上系统中出现正、负极性操作波的概率是相同的。综合考虑这些因素,可将危险率的安全范围适当放宽,取1×10-5~5×10-5是合适的。危险率,是指带电作业间隙在发生一次操作过电压时,该间隙发生放电的概率。1×10-5表示带电作业间隙每遇到一次操作过电压,有十万分之一的可能,或者说出现十万次同条件的过电压,带电作业间隙有一次放电机会。
3.各电压等级系统安全距离
《国家电网公司电力安全工作规程》中,规定了带电作业的安全间距,确定原则为惯用法或统计法,以及各种条件下的试验数据。表1-2-1列举了常用电压等级带电作业的各种安全距离的规定。
表1-2-1 常用电压等级带电作业的各种安全距离的规定
续表
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