接触网课程设计(接触网绝缘配合).docx

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1、接触网技术课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：评语:1 .大体题目题目接触网绝缘配合。题目分析接触网的绝缘配合，确实是依照接触网所在的电气化铁路供电系统中所可能施加于接触网的各类电压，包括正常工作电压、操作过电压和大气过电压，并考虑爱惜装置的特性和接触网的绝缘特性，来确信接触网对所加电压的必要的耐受强度，以便把作用于接触网上的各类电压所引致的接触网绝缘损坏和阻碍接触网不中断正常供电的概率，降低到在经济上和铁路运营上所能同意的水平。良好的绝缘配合，确实是要在技术上正确处置各类电压、各类限压方法(如装设避雷器)和接触网绝缘耐受能力三者之间的配合关系，并在经济上和谐接触网建设投资费、运营保护费和

2、事故损失费三者之间的关系。因此，对接触网的绝缘配合进行分析与研究是十分必要的。2 .题目：接触网绝缘配合的分析与研究接触网的绝缘部件(1)绝缘子是接触网带电体与支柱设备或其他接地体维持电断气缘的重要部件。接触网用的绝缘子多为悬式绝缘子和棒式绝缘子。悬式绝缘子要紧用来悬吊或支撑接触悬挂，电气化铁路供电的额定电压是25KV,选用的绝缘子形式一样是由三片组成的绝缘子串，轻污染区采纳三片一般型悬式绝缘子组成，重污染区采纳四片均为防污型悬式绝缘子组成的绝缘子串。棒式绝缘子是依照电气化铁路接触网的工作条件而专门设计的一种瓷质的整体式绝缘子，依照利用环境及条件可分为一般型、防污型及双重绝缘三种类型。绝缘子的

3、性能好坏，对接触网可否正常供电阻碍专门大。(2)绝缘子的机械性能绝缘子在接触网中不仅起绝缘作用，而且还经受着机械负荷，专门是软横跨的承力索及下锚用的绝缘子经受着线索的全数张力，因此对绝缘子的电气及机械性能的要求都是极为严格的。(3)绝缘子的电气强度绝缘子在工作中要受到各类大气环境的阻碍，并可能受到工频电压、内部过电压和外部过电压的作用。因此，要求绝缘子在这三种电压作用及相应的环境之下能够正常工作或维持必然绝缘水平。绝缘子的电气性能，用干闪络电压、湿闪络电压和击穿电压表示。绝缘子的干闪络电压绝缘子在干燥、清洁的环境时，施加电压使其表面达到闪络时的最低电压，称为干闪络电压。绝缘子湿闪络电压在雨水降

4、落的方向与绝缘子表面呈45度淋在绝缘子表面是，使其闪络的最低电压，就称为绝缘子湿闪络电压。击穿电压击穿电压是指绝缘子瓷体被击穿损害而失去绝缘作用的最低电压。（4）悬式绝缘子的电气强度一每串片数选择每串绝缘子片数应符合工频电压的爬电距离要求，同时应符合操作过电（内过电压）要求，有工频电压爬电距离要求的线路，每串绝缘子片数应符合下式要求式中一每串绝缘子片数；加一系统最高电压，kV；X一爬电比距，330KV及以上为，220KV及以下为，cm/kV；品一每片悬式绝缘子的几何爬电距离，cm；Ke一绝缘子爬电距离的有效系数，要紧由各类绝缘子爬电距离在实验运行中提高污秽耐压的有效性来确信，并以XP-70型绝

5、缘子作为基础,其Ke值取为1绝缘子串除应在长期工作电压下不发生闪络外，还应耐受操作过电压的作用，即绝缘子串的湿闪电压在考虑各类阻碍因数并维持必然裕度后，应大于可能显现的操作过电压，于是绝缘子串的工频湿闪电压（最大值）或正极性操作冲击50%放电电压450可由下式确信“co2KI1IO（212）式中幺.一绝缘子串的工频湿闪电压（最大值）或正极性操作冲击50%放电电压，kV;与一对220kV及以下系统为计算用最大操作过电压人=KOKPhm（Kp11m为系统最大工作电压幅值，KO为倍数）；关于33OkV及以上系统为线路相对地统计操作过电压,采纳空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸中的较高值；（一

6、线路绝缘子串操作过电压统计配合系数，对220kV及以下系统取，对33OkV以上系统取。进行绝缘配合时，关于33OkV及以上输电线路的绝缘子串、空气间隙在各类电压下（专门是操作冲击下）的绝缘强度，宜采纳仿真型塔实验数据。绝缘子串和空气间隙的正极性放电电压比负极性低，估量算中应用正极性放电电压。在实际运行中，不能排除存在零值绝缘子的可能性。因此，在按上述操作过电压确信每串绝缘子片数时，还应适当增加片数。关于直线塔杆，35-220kV电压品级下增加1片,22OkV及以上增加12片。依照规程要求，在海拔IOOOn1以下地域，操作过电压及雷电过电压要求的绝缘子串的绝缘子片数，很多于表1所列数值。表1操作

7、过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少片数标称电压（kV）110220330500单片绝缘子的高度（mm）146146146155绝缘子片数（片）7131725耐张绝缘子串所受机械负荷较大，易于损坏。因此，耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表75的基础上增加，对no33OkV输电线路增加1片，对500kV输电线路增加2片。在海拔高度为10003500m的地域，绝缘子串的片数如无运行体会时，可按下式确信nh=z1+0.1（H-I）（2-1-3）式中nb一高海拔地域绝缘子串的绝缘子数，片；。一海拔IOOOm以下地域绝缘子串的绝缘子数，片；H一海拔度，km；（5）绝缘子的机械强度选择绝缘子机械强度的选择

8、，一样是按所选用导线型号及割裂根数和覆冰厚度、风速等所受综合负载来确信，盘式绝缘子机械强度的平安系数应按下式计算K1=(2-1-4)式中一盘式绝缘子的额定机械破坏荷载，kN；T一别离取绝缘子经受的最大利用荷载、断线、断联荷载(双联及以上多联绝缘子串断一联后的荷载)或常年荷载，kN；(一平安系数，按表2取值。表2盘式绝缘子机械强度平安系数情况最大使用荷载断线断联安全系数K1关于资质盘型绝缘子常应知足正常运行情形，常年荷载状态下平安系数不小于，常年荷载是指年平均气温条件下，绝缘子所经受的荷载。断线、断联的气象条件是无风、无冰、最低气温月的最低平均气温。我国绝缘子常按机械强度(kN)分级为：70、1

9、00、160、210、300等。11020OkV线路一样用70kN和IOOkN二级，30OkV线路经常使用IOOkN、16OkN二级；50OkV线路经常使用160kN210kN300kN三级。悬垂绝缘子串正常运行时最大利用荷载T用下式计算T-gmaxAy(2-1-5)式中gma一最大比载，N/(mmm2)；A导线截面积，mm2；。一最大比载条件下的垂直挡距，机；耐张绝缘子串或断线时关于悬垂绝缘子串，其张力T按下式计算T-A(2-16)式中。一导线的最大运行应力(覆冰、大风、低温)或断线应力，MPa。绝缘间隙(1)接触网带电体与接地体(包括大型建筑物、机车车辆、扩大货物等)之间的空断气缘距离，称

10、为绝缘间隙。接触网绝缘间隙是接触网绝缘配合的重要内容。就整体电气化铁路来讲，若是接触网的绝缘间隙过大，那么必然提高电气设备的耐压品级及水平，造成投资过大；若是绝缘间隙过小，那么必然招致击穿绝缘间隙的情形几回发生，造成不稳固运行。(2)绝缘间隙的确信确信合理的绝缘间隙，应考虑接触网的工作电压和其他阻碍空气击穿的因素。选择空断气缘的原那么，一是能够经受住在空载条件下具有脉冲性质的操作过电压；二是能在任何恶劣的气候条件下不发生事故，以保证接触网良好的工作状态。在确信绝缘间隙时，除考虑电压的转变外，还应考虑气温转变、受电弓抬起接触线和施工误差等缘故造成绝缘间隙的转变。绝缘间隙还应保证在任何运营条件下，

11、排除在接地零件上发生闪络的可能性。在考虑了这一切因素后，应当力求缩小绝缘间隙的数值。我国曾用下述体会公式来确信接触网带电体与接地体之间的绝缘间隙，即d=0.1+（2-2-1）150式中d空气间隙（H1）；。一接触网额定电压（kV）;式（2-2T）是德国电工学会VDE推荐的确信带电体与接地体之间空断气缘间隙的体会公式，那个体会公式也是通过大量实验取得的，它表现了必然的规律性。可是，由于考虑条件和实验条件不同，各国对最小许诺绝缘间隙的观点不甚一致，取值也不尽相同。例如，在接触网额定电压为时，英国最小绝缘间隙为280mm,而刚果那么取为450mm。这是因为每一个国家都考虑了本国的具体条件,如气象条件

12、、混合牵引的程度、大型建筑物的多少及改造的难易等。我国在实验的基础上，参考式（2-2-1）,通过综合的经济、技术比较后所确信的各项带电体至接地体之间的空断气缘间隙（距离）如表3所示表3空断气缘间隙表（接触网电压25kV）序号间隙类别正常值（mm）最小值（mm）1绝缘锚段关节两悬挂点间的间隙一般情况450吸流变压器处3002同回路自耦变压器供电线带电体距接触悬挂或供电线带电体的间隙500450325kV带电体距固定接地体的间隙300240425kV带电体距机车车辆或装载货物的间隙3505受电弓振动至极限位置和导线被抬起的最高位置距接地体的瞬时间隙2001606隔离开关引线、电连接线及自耦变压器供

13、电线、供电线跳线距接地体的间隙3307对向风压、风速为13ms时，25kV带电体与自耦变压器中线或保护线的间隙2508绝缘元件接地侧裙边距接地体的间隙瓷质及钢化玻璃绝缘子10075环氧树脂绝缘元件50绝缘配合绝缘配合确实是综合考虑电气化铁路供电系统中各设备的绝缘能力，欲使绝缘能耐受所有可能预见的最大过电压，专门是大气过电压，不仅目前技术上做不到，经济上也不合理。因此，鉴于个牵引供电设备和接触网各部位的绝缘有时可能难以幸免损坏因势利导，将损坏引导在损害最小且对运行扰乱最小的元件或部位。过电压可分为内部过电压和大气过电压两类，内部过电压通常按而定电压的必然倍数计算。我国水电部过电压爱惜规程规定：对

14、3到60KV级电压按4倍计算；关于电气化铁路，那么大多以为可按3倍与接触网最高运行相电压计算。显然，对电气化铁路供电系统这种HOKV以下的系统来讲，要求把大气过电压限制到比内部过电压还低的程度是不经济的。因此接触网及牵引变电所中电气设备的绝缘要紧有大气过电压决定。关于正常绝缘水平的电力铁路牵引供电设备及牵引网，应能经受内部过电压的作用。那个地址所谓某一级电压的或电气设备的绝缘水平，确实是指该电气设备可能经受的实验电压标准。这些实验电压标准一样都有专门的明确规定。寻求绝缘配合的进程，实质上也确实是合理地考虑绝缘水平的进程。对与接触网，按绝缘配合要求应做到：在任何运行条件下导线及其他带电金具和接地

15、部份之间空气间隙的绝缘强度不小于接触网绝缘子的绝缘强度。关于AT区段接触网，还应使爱惜自耦变压器的避雷器的起始放电电压，低于自耦变压器的冲击绝缘强度，确实是说，也要进行伏秒特性的配合。绝缘配合的统计法(1)统计法绝缘配合的统计法是依照过电压幅值和绝缘的耐压强度都是随机变量的实际情形，在已知过电压幅值及绝缘闪络电压的统计特性后，用计算方式求出绝缘闪络的概率和线路的跳闸率，在技术经济比较的基础上，正确的确信绝缘水平。这种方式不仅定量的给出设计的平安程度，并能依照使每一年设备折旧费、运营费及事故损失费最小的原那么进行优化设计。目前研究的最多的是以过电压幅值的概率散布为基础的统计法。设/3)为过电压概率密度函数，PQ)为绝缘放电概率散布函数，如图1所示。设f(u)与P(II)是不相关的，fudu为过电压在周围向范围内显现的概率，M%)为在过电压o作用下绝缘放电的概率。因二者是彼此独立的，由概率积分的计算公式取得显现如此高的过电压并使绝缘放电的概率是dR=P(o)f(o)d