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项目应用中如何计算爬电距离及电气间隙

2024-09-06科学

前面说了本次准备系统性的,由浅入深的聊一聊老生常谈的」爬电距离和电气间隙「,前面文章分别讲了其定义以及影响因素,本篇文章就基于前面的知识讲下如何计算。

一、爬电距离的计算:

基本公式为:爬电距离=最高工作电压×爬电比距

注意此公式适用于高压,低压主要关注电压和材料组别的影响,且其绝缘配合等更精细,而对高压材料因为电场强度足够大,材料组别影响较小。

1. 首先要明确项目中所涉及的电气设备的 最高工作电压 。不同的工作电压将直接影响爬电距离。从公式我们可以知道,最高工作电压与爬电距离成正比。

2. 确定爬电比距: 我们先来认识下爬电比距。

根据【GB 50060-2008 3-110kV高压配电装置设计规程】可知,爬电比距取决于污秽等级,具体关系如下:

注意,因为我们选取的电压为最高电压,所以爬电比距不适用括号内数值,括号内数值对应的电压为额定电压。一般情况下对于箱变或者成套内部,污秽等级选择II足够,特殊情况选择III级,由于箱变良好的防护等级,一般情况下不会达到IV级。

多数情况下爬电距离的计算到此就结束了,但是我还是想系统性的讲全,下面再继续说下需要修正的情况下需要考虑的因素:

3. 海拔高度:

如果项目在高海拔地区实施,需要考虑海拔对爬电距离的影响。随着海拔的升高,大气压力降低,空气的绝缘性能下降,这使得空气作为绝缘介质的绝缘性能减弱。在相同的电压作用下,空气更容易被电离,从而增加了沿绝缘表面发生爬电放电的风险。可以参考【GBT 16935.1 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分:原理、要求和试验】中5.2.2.6内容,如下(高压也有标准):

4. 核实参考标准

根据所在项目地的不同,比如确定是选择国际电工委员会(IEC)的相关标准作为全球范围内广泛认可的参考依据,还是根据各个国家不同的电气安全标准进行选择。

5. 设备特殊结构:

前面文章也说过设备的结构和形状会影响爬电距离例如,带有凹槽、尖角或狭窄间隙的结构容易积累污染物,增加沿面放电的风险,需要更大的爬电距离。所以在设计时,应尽量采用平滑、圆润的结构,避免出现容易导致电场集中和污染物积累的部位。同时,要考虑不同部件之间的相对位置和布局,要适当增大距离,确保满足爬电距离的要求。

6. 绝缘材料特性:

绝缘材料的表面电阻率、憎水性、耐电弧性等特性会影响爬电距离。例如,表面电阻率高、憎水性好的绝缘材料可以在较小的距离内提供较好的绝缘性能。不过现行标准中如开头所说,一般高压不强调,但是在低压中会进行考虑,可以参照标准【GB 7251.1-2023 低压成套开关设备和控制设备 第1部分总则】表2:

二、电气间隙

关于电气间隙就不多说了,对于我们常用电压等级10kV对应125mm,35kV对应300mm,遇到活门再加30mm,低压电气间隙参照7251表1,然后修正标准同爬电距离一样!

总之,一般来说,对于爬电距离和电气间隙可以在标准要求的基础上适当增加一定的余量,以提高设备的可靠性和安全性。但安全裕度也不宜过大,以免造成成本增加和空间浪费,尤其对于低压这种缺少监管的系统中,需要结合实际对于其进行调整。

本篇文章到此结束,最后再说下本公众号的三个合集 :新能源箱变及成套设计、工艺;家庭及工业用电常识;光伏-风电-储能知识点 ;公众号的文章内容也是 结合个人实际工作 中遇到的问题及思考进行分享!