電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)在運行中可能受到以下四種電壓作用:

　　(1)工頻工作電壓。絕緣結(jié)構(gòu)在其整個運行過程中,必須能夠長期連續(xù)地承受工頻Z高工作電壓,通常稱之為系統(tǒng)Z高運行相電壓Uxg,數(shù)值為

　　式中Un——額定線電壓(kV);

　　1.15~1.10—系數(shù),由系統(tǒng)電壓等級確定,220kV及以下取1.15,330kV及以上取1.10。

　　(2)暫時過電壓。它包括習(xí)慣上所指的工頻電壓升高和諧振過電壓。工頻電壓升高起 因于空載線路的電容效應(yīng)、甩負載和不對稱接地。當(dāng)突然甩負載后,由于電源只帶一條空載的輸電線路,而輸電線路的對地容抗可用一個Xc表示,這樣流過電源內(nèi)阻的電流就突變?yōu)槿菪噪娏?這個電流流過系統(tǒng)中的感抗就造成了電壓升高。因為這個升高了的電壓仍接近于50Hz交流電壓,故稱為工頻電壓升高。在近代的繼電保護條件下,作用時間約為十分之幾秒至1s。與長期施加的交流電壓一樣,對電力設(shè)備內(nèi)絕緣老化及電力系統(tǒng)的絕緣結(jié)構(gòu)影響很大。諧振過電壓起因于含鐵芯的非線性電感元件所引起的鐵磁效應(yīng)或諧振,其幅值較高,持續(xù)時間較長,其頻率可以是工頻基波,也可以是高次或分次諧波。

　　(3)操作過電壓。它是由于電力系統(tǒng)中的斷路器動作(如切、合空載長線,切空載變壓器等)產(chǎn)生的。這種過電壓的波形很不規(guī)則,情況不同時變化甚大,可以是衰減振蕩波,或是非周期性電壓的沖擊波,作用時間約為10-2s,一般在1ms之內(nèi)電壓達最大值。我國電力系統(tǒng)中操作過電壓的大致倍數(shù)如下:35kV為4.0倍;110~220kV為3.0倍;7 330kV為2.75倍;500kV為2.0倍。目前,對于操作過電壓的試驗電壓波形,GB8 311.1-83規(guī)定采用非周期電壓沖擊波,標準波形為250/2500μs

　　(4)雷電過電壓(或外部過電壓、大氣過電壓)。它是由于雷云放電產(chǎn)生的,幅值很高,作用時間約幾到幾十微秒。目前,我國對于雷電過電壓的試驗標準電壓波規(guī)定為1.2/50s的全波。雷電過電壓往往造成電力設(shè)備的絕緣破壞,為保證電力系統(tǒng)的安全運行,對雷電過電壓必須采取積極的預(yù)防措施。

　　為了保證絕緣結(jié)構(gòu)能夠耐受上述四種電壓的作用,絕緣結(jié)構(gòu)必須經(jīng)受沖擊波耐壓試驗以及工頻耐壓試驗的考驗,并要求有足夠的裕度。

　　大量的試驗研究表明,電壓等級在20kV以下的電力設(shè)備,其沖擊電壓、操作波電壓和工頻電壓之間有一定的等效關(guān)系,一般直接用工頻電壓去試驗電力設(shè)備承受電力系統(tǒng)工頻運行電壓、工頻電壓升高的能力,并且習(xí)慣上用等效的工頻電壓試驗其絕緣耐受操作波電壓的能力。但對電壓等級為300kV及以上的電力設(shè)備和絕緣結(jié)構(gòu),則趨向于直接用沖擊電壓、操作波電壓和工頻電壓分別試驗電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)特性,不再用等效的工頻電壓代替操作波電壓對絕緣進行試驗。