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電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中可能受到以下四種電壓作用:
(1)工頻工作電壓,。絕緣結(jié)構(gòu)在其整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,必須能夠長(zhǎng)期連續(xù)地承受工頻Z高工作電壓,通常稱之為系統(tǒng)Z高運(yùn)行相電壓Uxg,數(shù)值為
式中Un——額定線電壓(kV);
1.15~1.10—系數(shù),由系統(tǒng)電壓等級(jí)確定,220kV及以下取1.15,330kV及以上取1.10,。
(2)暫時(shí)過(guò)電壓。它包括習(xí)慣上所指的工頻電壓升高和諧振過(guò)電壓。工頻電壓升高起 因于空載線路的電容效應(yīng),、甩負(fù)載和不對(duì)稱接地,。當(dāng)突然甩負(fù)載后,由于電源只帶一條空載的輸電線路,而輸電線路的對(duì)地容抗可用一個(gè)Xc表示,這樣流過(guò)電源內(nèi)阻的電流就突變?yōu)槿菪噪娏?這個(gè)電流流過(guò)系統(tǒng)中的感抗就造成了電壓升高。因?yàn)檫@個(gè)升高了的電壓仍接近于50Hz交流電壓,故稱為工頻電壓升高,。在近代的繼電保護(hù)條件下,作用時(shí)間約為十分之幾秒至1s,。與長(zhǎng)期施加的交流電壓一樣,對(duì)電力設(shè)備內(nèi)絕緣老化及電力系統(tǒng)的絕緣結(jié)構(gòu)影響很大。諧振過(guò)電壓起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應(yīng)或諧振,其幅值較高,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),其頻率可以是工頻基波,也可以是高次或分次諧波,。
(3)操作過(guò)電壓,。它是由于電力系統(tǒng)中的斷路器動(dòng)作(如切、合空載長(zhǎng)線,切空載變壓器等)產(chǎn)生的,。這種過(guò)電壓的波形很不規(guī)則,情況不同時(shí)變化甚大,可以是衰減振蕩波,或是非周期性電壓的沖擊波,作用時(shí)間約為10-2s,一般在1ms之內(nèi)電壓達(dá)最大值,。我國(guó)電力系統(tǒng)中操作過(guò)電壓的大致倍數(shù)如下:35kV為4.0倍;110~220kV為3.0倍;7 330kV為2.75倍;500kV為2.0倍。目前,對(duì)于操作過(guò)電壓的試驗(yàn)電壓波形,GB8 311.1-83規(guī)定采用非周期電壓沖擊波,標(biāo)準(zhǔn)波形為250/2500μs
(4)雷電過(guò)電壓(或外部過(guò)電壓,、大氣過(guò)電壓),。它是由于雷云放電產(chǎn)生的,幅值很高,作用時(shí)間約幾到幾十微秒。目前,我國(guó)對(duì)于雷電過(guò)電壓的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電壓波規(guī)定為1.2/50s的全波,。雷電過(guò)電壓往往造成電力設(shè)備的絕緣破壞,為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,對(duì)雷電過(guò)電壓必須采取積極的預(yù)防措施。
為了保證絕緣結(jié)構(gòu)能夠耐受上述四種電壓的作用,絕緣結(jié)構(gòu)必須經(jīng)受沖擊波耐壓試驗(yàn)以及工頻耐壓試驗(yàn)的考驗(yàn),并要求有足夠的裕度,。
大量的試驗(yàn)研究表明,電壓等級(jí)在20kV以下的電力設(shè)備,其沖擊電壓,、操作波電壓和工頻電壓之間有一定的等效關(guān)系,一般直接用工頻電壓去試驗(yàn)電力設(shè)備承受電力系統(tǒng)工頻運(yùn)行電壓、工頻電壓升高的能力,并且習(xí)慣上用等效的工頻電壓試驗(yàn)其絕緣耐受操作波電壓的能力,。但對(duì)電壓等級(jí)為300kV及以上的電力設(shè)備和絕緣結(jié)構(gòu),則趨向于直接用沖擊電壓,、操作波電壓和工頻電壓分別試驗(yàn)電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)特性,不再用等效的工頻電壓代替操作波電壓對(duì)絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。
