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計畫套用中如何計算爬電距離及電氣間隙

2024-09-06科學

前面說了本次準備系統性的,由淺入深的聊一聊老生常談的」爬電距離和電氣間隙「,前面文章分別講了其定義以及影響因素,本篇文章就基於前面的知識講下如何計算。

一、爬電距離的計算:

基本公式為:爬電距離=最高工作電壓×爬電比距

註意此公式適用於高壓,低壓主要關註電壓和材料組別的影響,且其絕緣配合等更精細,而對高壓材料因為電場強度足夠大,材料組別影響較小。

1. 首先要明確計畫中所涉及的電氣裝置的 最高工作電壓 。不同的工作電壓將直接影響爬電距離。從公式我們可以知道,最高工作電壓與爬電距離成正比。

2. 確定爬電比距: 我們先來認識下爬電比距。

根據【GB 50060-2008 3-110kV高壓配電裝置設計規程】可知,爬電比距取決於汙穢等級,具體關系如下:

註意,因為我們選取的電壓為最高電壓,所以爬電比距不適用括弧內數值,括弧內數值對應的電壓為額定電壓。一般情況下對於箱變或者成套內部,汙穢等級選擇II足夠,特殊情況選擇III級,由於箱變良好的防護等級,一般情況下不會達到IV級。

多數情況下爬電距離的計算到此就結束了,但是我還是想系統性的講全,下面再繼續說下需要修正的情況下需要考慮的因素:

3. 海拔高度:

如果計畫在高海拔地區實施,需要考慮海拔對爬電距離的影響。隨著海拔的升高,大氣壓力降低,空氣的絕緣效能下降,這使得空氣作為絕緣介質的絕緣效能減弱。在相同的電壓作用下,空氣更容易被游離,從而增加了沿絕緣表面發生爬電放電的風險。可以參考【GBT 16935.1 低壓系統內裝置的絕緣配合 第1部份:原理、要求和試驗】中5.2.2.6內容,如下(高壓也有標準):

4. 核實參考標準

根據所在計畫地的不同,比如確定是選擇國際電工委員會(IEC)的相關標準作為全球範圍內廣泛認可的參考依據,還是根據各個國家不同的電氣安全標準進行選擇。

5. 裝置特殊結構:

前面文章也說過裝置的結構和形狀會影響爬電距離例如,帶有凹槽、尖角或狹窄間隙的結構容易積累汙染物,增加沿面放電的風險,需要更大的爬電距離。所以在設計時,應盡量采用平滑、圓潤的結構,避免出現容易導致電場集中和汙染物積累的部位。同時,要考慮不同部件之間的相對位置和布局,要適當增大距離,確保滿足爬電距離的要求。

6. 絕緣材料特性:

絕緣材料的表面電阻率、憎水性、耐電弧性等特性會影響爬電距離。例如,表面電阻率高、憎水性好的絕緣材料可以在較小的距離內提供較好的絕緣效能。不過現行標準中如開頭所說,一般高壓不強調,但是在低壓中會進行考慮,可以參照標準【GB 7251.1-2023 低壓成套開關裝置和控制裝置 第1部份總則】表2:

二、電氣間隙

關於電氣間隙就不多說了,對於我們常用電壓等級10kV對應125mm,35kV對應300mm,遇到活門再加30mm,低壓電氣間隙參照7251表1,然後修正標準同爬電距離一樣!

總之,一般來說,對於爬電距離和電氣間隙可以在標準要求的基礎上適當增加一定的余量,以提高裝置的可靠性和安全性。但安全裕度也不宜過大,以免造成成本增加和空間浪費,尤其對於低壓這種缺少監管的系統中,需要結合實際對於其進行調整。

本篇文章到此結束,最後再說下本公眾號的三個合集 :新能源箱變及成套設計、工藝;家庭及工業用電常識;光伏-風電-儲能知識點 ;公眾號的文章內容也是 結合個人實際工作 中遇到的問題及思考進行分享!