国标中压开关设备的绝缘电压
发布日期：2025-10-20
作者：法腾电力
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高压电气设备绝缘的电气强度，主要是内外过电压决定的，对各级电压的设备的绝缘水平均用两种试验电压数值来表征，220kV及以下用雷电冲击耐受电压值和工频耐受电压值。
330kV及以上用雷电冲击耐受电压值和操作冲击耐受电压值，前者的冲击波形为1.2/50μS，后者为250/2500μS，这是由于220kV及以下电气设备，按大气过电压配合要求选择绝缘后，一般在内过电压下是没有危险的，而330kV及以上电气设备内过电压成为主要决定因素。
220kV及以下电气设备绝缘的冲击水平通常决定于避雷器的保护特性，其工频试验电压，则由系统中所要求耐受的内过电压来推算，并用大气过电压方面加以校核而取其中较高的数值。
以12kV/40.5kV电气设备为例，采用普阀式避雷器作保护，在计算中，采用避雷器5千安时的残压作为绝缘配合的计算依据，并需考虑下列因素：
（1〕电气设备的绝缘的伏秒特性和避雷器的伏安特性相配合，由于避雷器与电气设备间总有一段距离在避雷器动作以后，导线电感与电气设备的入口电容形成振荡在电气设备上的电压高于避雷器的残压，通常称为距离效应。
（2）电气设备的内绝缘（如变压器线圈的油纸 绝缘〕长期工作后会老化，遭受多次过电压作用后其电气强度会降低，通常称为积累效应，因此要求试验电压作适当增加，用累积系数表示。
（3）对具有电压绕组的电气设备（如电力变压器，电抗器等）是在不激磁条件下进行全波冲击试验的如在运行中遭受雷电冲击，波其极性可能会同激磁极性相反，当冲击波同反向的工频电压峰值重合时，对线圈层间梯度电压将与同极性不同，因此不激磁的全波冲击试验电压值要考虑激磁的影响，将试验电压幅值适当增加。
（4〕避雷器要靠接地引下线泄流，接地极还有接地电阻当大电流通过此引下线及接地阻时会产生压降，使避雷器本体的接地端子与地电位之间产生电压差，由此决定内绝缘的冲击试验电压为：
U1.5/40=1.1×(1.1U5+15)千伏
其中15千伏为接地引下线及接地电阻引起的电压降，U5是5千安时残压。
括号内的1.1是振荡系数，括号外的1.1是累积系数。
1.5/40是以前沿用苏联标准时的冲击电压波形，当时苏联普阀避雷器残压较高，10kV普阀避雷器的残U5＝50kV。
U1.5/40=1.1×(1.1×50+15)=77kV，故采用试验电压值为75kV。
35KV普阀避雷器的残压U5＝140kV
U1.5/40=1.1×(1.1×140+15)=185.9kV，故采用试验电压值为185KV。
工频试验电压的确定取决于内过电压的倍数，它与系统的接地方式有关10kV/35kV电网沿用苏联传统是中性点不接地方式或消弧线圈接地方式，故电力部门的过电压保护规程上规定 ，按4倍考虑则K0＝4。则U50~=1.1K0Uxg/1.3，式中Uxg是最高工频相电压，Uxg=1.15Ue/√3,Ue系统额定电压，10kV电网Uxg=6.64kV，35kV电网Uxg=23.4kV，1.1是累积系数。
1.3是内绝缘的伏秒特性系数，即其抗内过电压强度与抗一分钟工频耐压强度之比。代入上式，则
U50~,10=1.1X4.0X6.6/1.3=22.38kV
U50~,35=1.1X4.0X23.4/1.3=79.2kV
另外按雷电冲击耐受强度校核，其冲击系数β’=全波耐压幅值/工频耐压幅值
U50~,10冲=75/（1.5X√3）=35.3kV，定电力变压器的工频耐压值为35kV。
U50~,35冲=185/（1.5X√3）=87.2kV，定电力变压器的工频耐压值为85kV。
但11.5kV在GB311.64中的工频耐压取值为42kV主要是考虑，当发生单相接地时，健全相对地电压升高1.732倍，此时如果系统发生内过低，则按此值为基准成倍数翻，但系统电压不会是最高电压，故为10.5kV×4＝42kV。
35kV设备如按此验算，数值则太高了，相当于60KV系统电网设备的绝缘水平，则按87.2kV确定电力变压器的工频耐压值为85kV，开关设备要比变压器大一定裕度定为95kV，运行经验长时间考核，其绝缘在承受内过电压时还是安全的。
来源：会说电气
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