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Q／GDW 13001-2014 高海拔外绝缘配置技术规范.pdf

式中： H，—绝缘子使用地点海拔高度，m： H.试验地点海拔高度，m:

5.2空气间隙放电电压海拔修正

图1海拔修正系数与海拔高度关系

H——海拔高度JB/T 8726-2011 机械密封腔尺寸，m; 海拔修正因子，工频、雷电电压修正因子m=1.0，操作过电压修正因子见图2

O/GDW130012014

表中，a表示“非常轻”，b表示“轻”，c表示“中”，d表示“重”，e表示“非常重” 注1：该字母等级不直接对应以前有关标准中的数字等级 注2：从一级变到另一级是渐变的，因此，当确定绝缘子尺寸时需考虑现场污移度等级

1典型环境污湿特性与相应现场污度评估示例

各级污移区绝缘子，包括变电设备的绝缘子，其统一爬电比距与现场污移度关系见图3。 2户外变电站电气一次设备爬电距离修正 本标准中不含户外变电站电气一次设备爬电距离的海拔修正。电气一次设备爬电距离L按式（5） 确定。

本标准中不含户外变电站电气一次设备爬电距离的海拨修正。电气一次设备爬电距离L按式（5） 计算确定。

L≥,AU. /V3

图3统一爬电比距和现场污秽度的相互关系

5.3.3输电线路复合绝缘子统一爬电比距海拔修正

高海拔地区复合绝缘子统一爬电比距2按照公式 元'=元(1+

表2复合绝缘子的k参考值

5.3.4复合绝缘子爬电距离

高海拔地区复合绝缘子爬电距离由公式（7）矿

K。绝缘子爬电距离的有效系数，K。=1； a'——修正后统一爬电比距，mm/kV U 绝缘子两端承担的最高运行电压（对于交流系统，为最高相电压），kV： 绝缘子的几何爬电距离，mm。

6变电站电气一次设备外绝缘水平

6.1变电站电气一次设备外绝缘额定耐受电压

之压 开关等电力设备和装置中使用的套管、支柱绝缘子。变电站电器一次设备外绝缘额定耐受电压详细说明 见附录C。 根据本标准5.1条绝缘子外绝缘试验电压的海拔修正方法，规范了高海拔地区使用的绝缘子在海拔不 超过1000m地区外绝缘耐受电压试验时的试验电压值（附录D）。对于试验地点海拔超过1000m，但低于 绝缘子使用地点的海拔高度时的试验电压值，由供需双方根据本标准5.1条提供的方法确定海拔修正系数。 6.1.1变电站电气一次设备外绝缘额定工频耐受电压 杰中站中气一次设久外丝络额宝工频耐受由压回表

表3变电站电气一次设备外绝缘额定工频耐受电压（有效值）

1.2变电站电气一次设备外绝缘额定雷电冲击耐受

变电站电气一次设备外绝缘额定雷电冲击耐受电压见表4

变电站电气一次设备外绝缘额定雷电冲击耐受电压

7.1复合绝缘子外绝缘额定耐受电压

复合绝缘子外绝缘额定耐受电压见表9。高海拔地区使用的复合绝缘子在海拔不超过1000m地 外绝缘耐受电压见附录E。

表9复合绝缘子外绝缘额定耐受电压

7.2复合绝缘子最小电弧距离

复合绝缘子最小电弧距离见表10

表10复合绝缘子最小电弧距离

7.3复合绝缘子公称爬电距离

表11复合绝缘子公称爬电距离

高海拔地区使用的复合绝缘子在海拔不超过1000m地区的外绝缘耐受电压见附录E

在现代雪线（海拔4400m）以上地区，终年积雪，既不能发展农业，又不能发展畜牧业，很少有人 居住，更无大型工业。因此本次外绝缘标准制定，对于海拔4000m～5000m地区，只考虑110kV及以下 电压等级输变电设备。在海拔3000m～4000m地区，牧草生长茂盛，可以发展畜牧业，已经有了人类生 存的条件，但人口非常稀少，以青海海西自治州为例，人口密度为1人/km²左右。但是由于330kV～750kV 输电线路有可能经过这一地区，因此对于330kV～750kV电压等级变电类电气一次设备以海拔3500m为 上限制定标准；输电线路以海拔4000m为上限制定标准。 此外，由于海拔2000m～3000m地区自然条件相对较好，人口密度较高（如在青海地区该高度范围 内每平方千米达110人左右），经济较发达，是电网覆盖较为密集的地区，因此合理的海拔分级对这 地区尤为重要。根据高海拔地区地理位置、气象条件的实际情况，结合高海拔地区设计、运行和维护经 验，综合考虑国内生产厂家电气设备产品序列。为增强设备的统一性和通用性，本标准按照以下原则进 行海拔分级。 （1）变电站电气一次设备。 变电站电气一次设备对于海拔高度大于1000m但又不超过2000m地区，电气设备外绝缘参数统 按照海拔2000m进行选取；在海拔2000m以上地区，110kV及以下电压等级电气一次设备外绝缘参数 按照1000m一档进行海拔分级；110kV以上电压等级一次电压设备外绝缘参数，按照500m一档进行海 拔分级。根据国内规划和工程建设实际，本标准海拔上限如表A.1所示。

表A.1变电站电气一次设备海拨上限

（2）输电线路复合绝缘子。 对于海拔高度大于1000m但又不超过2000m地区，复合绝缘子外绝缘参数统一按照海拔2000m进 行选取；海拔2000m以上地区，考虑输电线路走廊海拔分布的连续性，输电线路复合绝缘子外绝缘参数 按照500m一档进行海拔分级，输电线路复合绝缘子海拔上限参见表A.2

表A.2输电线路复合绝缘子海拔上限

通常认为气隙放电遵循巴申定律，放电电压和放电间隙距离与大气压力的乘积存在着巴申曲线的， 随着海拔高度的增加，大气压力下降，空气密度减小，外绝缘的放电电压也随之下降，相同放电电压对 应的放电间隙则变大。试验表明间隙较短时，放电呈流注型，放电电压与间隙长度成比例，而较长（例 如极间距离大于1m）时，放电呈先导型，由于放电机理的改变将出现饱和特性，也就是说气体介质的 绝缘强度将随绝缘距离的增加而呈现明显的饱和趋势，因而单纯地按线性增加绝缘间隙或距离的方法并 不能有效解决高海拔带来的问题。

B.1标准中推荐的海拔校正方法

国内外相关标准中给出了外绝缘海拨修正的方法，主要有以下几种： GB/T16927.1中规定的气象条件修正方法。测量到的破坏性放电电压值校正到标准参考标准 气象条件下电压值为

b,273+f b.273 +t

空气密度校正指数m和湿度校正指数w由预放电形式定义的参数g决定，参数g为 g=U,/500LSK

U一一实际气象条件下的50%破坏性放电电压值，kV； L一一试品最小放电路径，m。 由参数g得出的空气密度校正指数m和湿度校正指数w是在不同条件下由试验值导出的，但限于 在海拔高度2000m以下使用。指数m和w仍在研究中。 b）DL/T620一1997中规定的气象条件修正方法。外绝缘所在地区气象条件异与标准气象条件时， 放电电压为

1一绝缘长度（对绝缘子串为净长，对空气间隙为间距），m。 n一指数，与绝缘长度有关。 该式适用于1≤l≤6，对于另外的l，取n=1。 2）正极性雷电冲击电压：n=1。 以上修正方法限于在海拔高度3500m以下使用。 GB311.1中规定的海拔校正因数计算方法。GB311.1中3.4条规定：“对用于海拔高于1000m， 但不超过4000m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘，海拔每升高100m，绝缘强度约降低 1%，在海拔不高于1000m的地点试验时，其试验电压应按本标准规定的额定耐受电压乘以海 拔校正因数K，。”

GB311.2海拨校正因数计算方法

K = em(H/8150

GB311.2推荐的K,中指数m取值为： 对配合雷电冲击放电电压，m=1.0； 对空气间隙和洁净绝缘子短时工频放电电压，m二1.0； 对配合操作冲击放电电压，m按图B.1取值。 e DL/T5092一1999规定在海拔高度为1000m～3500m的地区，如无运行经验时，绝缘子串的 数为

式中： 高海拔地区绝缘子数量，片： 海拔1000m以下地区绝缘子数量，片

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图B.1指数m与操作冲击放电电压的关系

H一海拨高度，m f） DL/T562一1995规定海拔高度为1000m以上地区单片绝缘子的污移耐压值应该直接在线路需 经过的高海拔地区按规定进行试验来确定，如因试验条件所限制，不可能在线路所经过的高海 拔地区进行绝缘子污移耐压试验，则可按下式进行换算

3.2青藏铁路Ⅱ期110kV输变电工程关键技术研究

UAns =Ua.(P/ P)

国网青海省电力公司通过承担的《青藏铁路ⅡI 110kV输变电工程绝缘空气间隙研究》项目，分别在武汉（23m）、西宁（2254m）、拉萨（3698m）及那 曲（4510m）四个试区开展了110kV典型杆塔空气间隙在0.5m、1.0m、1.5m和2.0m下的工频、操作和 雷电冲击放电电压试验，参照GB311.2中海拔校正因数的指数公式形式，对线路间隙的工频放电电压、 操作50%放电电压和雷电50%放电电压在0.5m1.5m的间隙距离内按下式形式（指数经验公式）进行 最小二乘法拟合，其中指数α在表B.1中列出。

K一一各试验数据点的海拔校正因数： H一试点的海拔高度，m。 放电电压海拔校正因数按GB311.2定义的指数m等于1.0，操作50%放电电压的指数m等于0.9。

表B.1海拔校正因数的指数拟合

B.3国内外各种标准及试验研究获得的修正因数上

延至5000m，利用各种标准及试验研究获行 修正因数，分别计算其工频电压海拔校正因

表B.2各种标准下工频电压海拔校正因数计算结果

结合国网青海省电力公司近年来关于高海拔地区空气间隙、相间距离、外绝缘研究成果及大量的试 验数据，得出以下结论： 试验研究得到海拔修正系数与GB311.1和GB311.2中海拔修正公式计算的海拔修正系数最为接近。 b） GB311.1中所提供的公式是基于1000m海拔进行修正的HJ 2526-2012 环境保护产品技术要求 便携式饮食油烟检测仪，在4500m及以下工频及雷电冲击电 压海拔修正系数明显较“试验研究获得的指数公式”所得结论偏低。 GB311.1提供的修正办法中确定的操作冲击电压海拔校正因数过于严格，如按照该方法进行高 海拔地区电气一次设备外绝缘水平修正时，对于330kV及以上电压等级电气设备其经济技术性 较差，故不建议采用。 GB311.2规定的海拔校正方法，与试验研究所得到的高海拔修正系数差别较小，建议采用 GB311.2中所提供的高海拔修正公式。 根据国内外相关标准中海拔修正方法，结合国网青海省电力公司在高海拔外绝缘领域研究成果，采 用以下海拔修正方法。 a）外绝缘试验电压海拔修正如正文5.1条所述。 b）空气间隙放电电压海拔修正如正文5.2条所述。 c）爬电距离修正： 本标准中“统一爬电比距”定义为“绝缘子的爬电距离与该绝缘子上承载的最高运行电压的方均根 直之比”。该定义实际上包括相电压和线电压，其电压值由电力设备实际运行电压确定。在实际运行和 试验中都比较直观。而GB/T5582—1993、GB/T16434—1996、JB/T5895—1991定义的术语“爬电比距” 为电力设备外绝缘的爬电距离与设备最高电压之比。设备最高电压并不是设备上的直接承受的电压。对于 线对地绝缘，此“统一爬电比距”产生的值将是GB/T5582一1993定义的“爬电比距”给出的值的√3倍。 对于高海拔地区变电站内一次电气一次设备绝缘子爬电距离确定以下两点原则：变电站户外电气 次设备外绝缘爬电距离不进行海拔修正：考虑到目前国内缺乏高海拔、超高压、污移条件下的放电曲线 试验数据，有效爬电距离L按式L≥KaaU㎡/V3计算确定。 根据Q/GDW179一2008第9章修正统一爬电比距。复合绝缘子爬电距离确定如正文5.3.4所述

变电站电气一次设备外绝缘水平的说明

C.1根据GB311.1中第5.3条，关于高压输变电设备的额定绝缘水平，对于范围I的设备（IkV≤ Um≤252kV）选取设备的绝缘水平时，首先应考虑雷电冲击作用电压，和每一设备最高电压相对应， 给出了设备绝缘水平的两个耐受电压，即：额定雷电冲击耐受电压；额定短时工频耐受电压。 对于范围II的设备（U.>252kV）选取设备的绝缘水平时，要考虑操作冲击和雷电冲击作用电压， 和每一设备最高电压相对应，给出了设备绝缘水平的两个耐受电压，即：额定雷电冲击耐受电压；额定 操作冲击耐受电压。 C.2在高海拔地区设备材料统一标准中推荐电气一次设备的额定外绝缘水平除因电压等级不同而确定 的耐受电压外，还有受耐受电压控制的最小空气间隙。在进行高海拔地区外绝缘修正时因根据推荐的外 绝缘水平同时对耐受电压和最小空气间隙进行修正。 C.2.1变电站电气一次设备外绝缘额定耐受电压。 涉及高海拔地区物资采购的变电站内电气一次设备绝缘子主要包括以下几种形式的瓷和复合绝 缘子：支柱绝缘子；开关类设备用空心套管；绕组类设备用套管（电容型套管）；互感器类设备用瓷套； 避雷器用瓷套。 规定的变电站内电气一次设备绝缘子外绝缘额定耐受电压，适用于系统标称电压为6kV、10kV、 20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV和750kV电压等级、频率为50Hz三相交流输电 系统中，变电站内变压器、断路器、GIS等装置中使用的瓷套管（复合套管）及互感器、避雷器等装置 中使用的瓷套（复合套）。对于散开式隔离开关等装置中使用的支柱绝缘子外绝缘耐受电压也应执行本 标准。 根据GB/T4109一2008中表7规定35kV及以下电压等级变电站电气一次设备外绝缘额定耐受电压， 根据国家电网公司招标范本规定35kV以上电压等级变电站电气一次设备外绝缘额定耐受电压。高 海拔地区变电站内电气一次设备用绝缘子外绝缘耐受电压均应执行本标准的规定。试验程序、试验判据 及试验电压波形均应执行国内相关标准及规定。 C.2.2户外变电站要求的最小空气间隙。 C.2.2.1最小空气间隙的说明。本标准所指的最小空气间隙应理解为其静电场不受绝缘子（如套管）结 构的影响。最小空气间隙规定值不涉及绝缘子本身的闪络距离或其表面爬电距离；也不考虑鸟类或其他 兽类带来的使其距离减小的影响。 本标准的间隙要求，对于两个圆角化的电极之间的间隙是适用的。本标准认为导线夹持件和其屏蔽 罩形状合适，不会降低原有的闪络电压；还认为进线布置也不会使原有的有效空气间隙减小。如果用户 用特殊的连接方法，以致减小原有的最小空气间隙时，则应采取特殊措施。 规定有足够裕度的空气间隙值可能有一定的技术困难。本标准的原则是：提供一个最小的、无危险 的间隙，不必再用论证或试验的方法来检验它们在各种系统条件下和不同气候条件下是否有足够的安全 性。根据上述原则确定的最小空气间隙实际上是最小值，在选择时实际空气间隙至少要等于规定的最小 空气间隙。 避雷器外绝缘的要求不等同于其他高压电器，避雷器外绝缘瓷套同时也是安放电阻片的容器，避雷 器用均压环除优化高压带电部分电场分布外，还有优化电阻片电压分布的作用。研究表明，电阻片是限 压元件，对过电压的响应时间仅20nS。若对避雷器产品的最小空气间隙进行修正，会导致瓷套的危险断 面的应力增加从而对避雷器的机械强度产生影响。考虑到避雷器产品的特殊性，对避雷器产品的最小空

.1DL/T5352—2006附录B中海拔大于1000m日

C.2.3户内变电站要求的最小空气间隙。 求的高海拨地区最小空气间隙，在海拨不超过 1000m地区要求的最小空气间隙值基础之上，根据户外变电站最小空气间隙增加之比例来确定

高海拔地区使用变电站电气一次设备在海拔不超过1000m地区的外绝缘耐受试验电压

高海拔地区使用变电站电气一次设备在海拨不超过1000m地区的外绝缘耐受试验电压

GB/T 19212.16-2017 变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全 第16部分：医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求和试验高海拔地区110kV及以下电压等级电气一次设备在 不超过1000m地区的外绝缘耐受试验电压