一种用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法与流程

本发明属于电力工程
技术领域：
，尤其涉及一种用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法。
背景技术：
：绝缘子作为电力输电线路杆塔绝缘的一个重要组成部分，其绝缘特性主要由片数决定。目前，陶瓷悬式绝缘子作为主流产品，其片数的计算方法已基本成熟，但随着技术的进步，复合绝缘子在线路上的应用日益广泛，其片数的选择由工频电压、操作过电压及雷电过电压的要求来决定。于2010年发布的国家标准《110kv-750kv架空输电线路设计规范》第7.0.7款中有关于复合绝缘子爬电距离的要求，但并没有明确的绝缘子片数确定方法可供评审人员参考。于2014年发布的机械行业标准《高海拔污秽地区盘形悬式绝缘子片数选择导则》和《高海拔覆冰地区盘形悬式绝缘子片数选择导则》有绝缘子片数的算法，但其使用范围仅限于交、直流架空输电线路用盘形悬式瓷或玻璃绝缘子，对于复合绝缘子并不适用。因此，基于这些问题，提供一种能根据工程要求得到复合绝缘子片数，从而满足杆塔绝缘要求的绝缘子片数确定方法，具有重要的现实意义。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能根据工程要求得到复合绝缘子片数，从而满足杆塔绝缘要求的绝缘子片数确定方法。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法，包括如下步骤：s1、计算工频电压作用下的绝缘子片数s101、若海拔小于等于1000米，则根据爬电比距法计算每联绝缘子所需片数n1：式中：λ：爬电比距；u：系统标称电压；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离；ke：绝缘子爬电距离的有效系数；s102、若海拔大于1000m时，通过修正n1得到每联绝缘子所需片数n1h：式中：n1：步骤s101中当海拔等于1000米每联绝缘子所需片数；m1：特征指数；h：海拔高度；s103、对n1或者n1h向上取整，得到绝缘子片数n1；s2、计算雷电过电压作用下的绝缘子片数s201、当海拔小于等于1000米：若杆塔高度ht小于等于40m，根据标称电压选择绝缘子片数n2；若杆塔高度ht大于40m，杆塔40m以上部分，每超过10m就增加一片绝缘子，增加的绝缘子片数△n2表达式为：式中，[]下表示向下取整；当工程选用绝缘子高度与标称电压对应的单片绝缘子的高度不一致时，按照绝缘子串总高度不变原则，计算高度为x的绝缘子片数n2′式中：h为根据标称电压选用的绝缘子的单片绝缘子的高度；s202、当海拔h大于1000m时：修正n2′得到n2h：式中：n2′：步骤s201中高度为x的绝缘子片数；m1：特征指数；h：海拔高度；s203、对n2、n2t、n2′或者n2h向上取整，得到绝缘子片数n2；s3、计算操作过电压作用下的绝缘子片数s301、当海拔小于等于1000米：首先，根据标称电压选择绝缘子片数n3；当工程选用绝缘子高度与标称电压对应的单片绝缘子的高度不一致时，按照绝缘子串总高度不变原则，计算高度为x的绝缘子片数n3′：式中：h为根据标称电压选用的绝缘子的单片绝缘子的高度；s302、当海拔h大于1000m：修正n3′得到n3h：式中：n3′：步骤s301中高度为x的绝缘子片数；m1：特征指数；h：海拔高度；若绝缘子用于耐张串，引入修正因子△n3对n3h进行修正：n3h’＝n3h+△n3式中：s303、对n3、n3′、n3h或者n3h’向上取整，得到绝缘子片数n3；s4、根据步骤s1、s2、s3得到绝缘子片数n：n＝max{n1,n2,n3}s5、计算复合绝缘子片数s501、对于轻、中污区，复合绝缘子片数na为：式中：n：步骤s4中得到的绝缘子片数；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离；l：单片复合绝缘子的几何爬电距离；[]上表示向上取整；s502、对于重污区，复合绝缘子片数nb为：式中：n：步骤s4中得到的绝缘子片数；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离；l：单片复合绝缘子的几何爬电距离；u：系统标称电压；进一步的，所述步骤s501中的轻、中污区是指盐密小于等于0.1的地区，其中，盐密的单位为mg/cm2。进一步的，所述步骤s502中的重污区是指盐密大于0.1的地区，其中，盐密的单位为mg/cm2。进一步的，所述步骤s201中，若杆塔高度ht大于40m，杆塔40m以上部分，每超过10m就增加一片高度为146mm的绝缘子。本发明的优点和积极效果是：本发明针对现有技术中缺乏统计复合绝缘子片数的方法，只能按照统计盘形悬式瓷或玻璃绝缘子片数的方法，取最大值设计，虽然原有做法偏于安全，但是没有发挥复合绝缘子在绝缘性能方面的优势，造成投资方面的浪费，由于电力线路需要的绝缘子数量极大，假若能够对复合绝缘子片数进行合理确定，则既能保证实现绝缘功能，又能降低经济成本，具有显著的经济效益。附图说明以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。图1为本发明实施例提供的用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法的流程示意图；具体实施方式首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面就结合图1来具体说明本发明。实施例1图1为本发明实施例提供的用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法的流程示意图；如图1所示，本实施例提供的一种用于杆塔绝缘的复合绝缘子片数的确定方法，包括如下步骤：s1、计算工频电压作用下的绝缘子片数s101、若海拔小于等于1000米，则根据爬电比距法计算每联绝缘子所需片数n1：式中：λ：爬电比距，单位可为：cm/kv；u：系统标称电压，单位可为：kv；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离，单位可为：cm；ke：绝缘子爬电距离的有效系数，该系数以xp-70、xp-160型绝缘子为基准值1，由各种绝缘子几何爬电距离在试验和运行中污秽耐压的有效性来确定，并且，大多数绝缘子的值都能通过gb50545-2010：《110kv-750kv架空输电线路设计规范》来查得；s102、若海拔大于1000m时，通过修正n1得到每联绝缘子所需片数n1h：式中：n1：步骤s101中当海拔小于等于1000米每联绝缘子所需片数；m1：特征指数,该特征指数反映气压对于污闪电压的影响程度，绝缘子的m1可按gb50545-2010：《110kv-750kv架空输电线路设计规范》附录c取值；h：海拔高度，单位可为：m；s103、对n1或者n1h向上取整，得到绝缘子片数n1；s2、计算雷电过电压作用下的绝缘子片数s201、当海拔小于等于1000米：若杆塔高度ht小于等于40m，根据标称电压选择绝缘子片数n2；其中，选择依据为gb50545-2010:《110kv-750kv架空输电线路设计规范》，如表1所示：表1操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少绝缘子片数标称电压(kv)110220330500750单片绝缘子的高度(mm)146146146155170绝缘子片数(片)713172532若杆塔高度ht大于40m，杆塔40m以上部分，每超过10m就增加一片绝缘子，其中，增加的绝缘子为高度146mm的绝缘子，这是因为依据gb50545-2010：《110kv-750kv架空输电线路设计规范》第7.0.3款规定来增加的，增加的绝缘子片数δn2表达式为：式中，[]下表示向下取整；当工程选用绝缘子高度与标称电压对应的单片绝缘子的高度不一致时，按照绝缘子串总高度不变原则，计算高度为x的绝缘子片数n2′式中：h为根据标称电压选用的绝缘子的单片绝缘子的高度；s202、当海拔h大于1000m时：修正n2′得到n2h：式中：n2′：步骤s201中高度为x的绝缘子片数；m1：特征指数,该特征指数反映气压对于污闪电压的影响程度，绝缘子的m1可按gb50545-2010：《110kv-750kv架空输电线路设计规范》附录c取值；h：海拔高度，单位可为m；s203、对n2′或者n2h向上取整，得到绝缘子片数n2；s3、计算操作过电压作用下的绝缘子片数s301、当海拔小于等于1000米：首先，根据标称电压选择绝缘子片数n3；当工程选用绝缘子高度与标称电压对应的单片绝缘子的高度不一致时，按照绝缘子串总高度不变原则，计算高度为x的绝缘子片数n3′：式中：h为根据标称电压选用的绝缘子的单片绝缘子的高度；s302、当海拔h大于1000m：修正n3′得到n3h：式中：n3′：步骤s301中高度为x的绝缘子片数；m1：特征指数，该特征指数反映气压对于污闪电压的影响程度，绝缘子的m1可按gb50545-2010：《110kv-750kv架空输电线路设计规范》附录c取值；h：海拔高度，单位可为：m；若绝缘子用于耐张串，引入修正因子△n3对n3h进行修正：n3h’＝n3h+△n3式中：s303、对n3、n3′、n3h或者n3h’向上取整，得到绝缘子片数n3；s4、根据步骤s1、s2、s3得到绝缘子片数n：n＝max{n1,n2,n3}s5、计算复合绝缘子片数s501、对于轻、中污区，复合绝缘子片数na为：式中：n：步骤s4中得到的绝缘子片数；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离，单位可为cm；l：单片复合绝缘子的几何爬电距离，单位可为：cm；[]上表示向上取整；s502、对于重污区，复合绝缘子片数nb为：式中：n：步骤s4中得到的绝缘子片数；lo1：单片悬式绝缘子的几何爬电距离，单位可为cm；l：单片复合绝缘子的几何爬电距离，单位可为：cm；u：系统标称电压，单位可为kv；所述步骤s501中的轻、中污区是指盐密小于等于0.1的地区，其中，盐密的单位为mg/cm2；所述步骤s502中的重污区是指盐密大于0.1的地区，其中，盐密的单位为mg/cm2；其中：盐密的定义为：溶解后具有与从给定绝缘子的绝缘体表面清洗的自然沉积物溶解后相同电导率的氯化钠总量除以绝缘子表面积。作为举例，系统标称电压u＝220kv，线路所经地区海拔h＝2000m，污秽等级为iv级，属重污秽区。爬电距离为3.2cm/kv，绝缘子爬电距离的有效系数ke＝0.9，与复合绝缘子相对应的瓷绝缘子几何爬电距离lo1＝53cm，单片瓷绝缘子高度x＝170mm，特征指数m1＝0.3，杆塔高度ht＝60m，复合绝缘子几何爬电距离l＝53cm，用于耐张绝缘子串；则复合绝缘子片数的确定步骤为：s1、计算工频电压作用下的绝缘子片数由于h＝2000＞1000所以，故有：n1＝16s2、计算雷电过电压作用下的绝缘子片数从表1中查u＝220时n2＝13因为，ht＝60＞40所以，因为，h＝2000＞1000所以，故有：n2＝14s3、计算操作过电压作用下的绝缘子片数从表1中查u＝220时n3＝13因为，h＝2000＞1000所以，因为用于耐张串，且u＝220，故δn3＝1故有：n3＝13综上，n＝16。因为处于重污区，故有：所以有：nb＝12故复合绝缘子的片数为12片。而按照统计盘形悬式瓷或玻璃绝缘子片数的方法得到的绝缘子片数为16片，根据市场平均价格，一支12片复合绝缘子串较16片复合绝缘子串约便宜300元，220kv每基塔上挂24串绝缘子，每公里需要3基塔，共可节省投资300×24×3＝21600元/公里。综上所述，本发明可提供一种能根据工程要求得到复合绝缘子片数，从而满足杆塔绝缘要求的绝缘子片数确定方法。以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。当前第1页12