高压输变电设备得绝缘配合使用导则.docx

Word版本均可修改，祝您工作顺利高压输变电设备得绝缘配合使用导则高压输变电设备的绝缘配合使用导则 GB 311.7-88中华人民共和国国家标准 高压输变电设备的绝缘配合使用导则 UDC621.316.9Applicationguideforinsulationco-ordination621.311 ofhighvoltagetransmissionandGB311.788 transationequipment 国家标准局 1988-06-20批准 1989-01-01实施 1范围及引用的现行标准 1.1范围 本导则是执行GB311.1高压输变电设备的绝缘配合的指导性文件，只适用 于设备的相对地绝缘，其目的在于给出合理地、经济地确定交流输变电设备电气强 度、选择过电压保护装置如避雷器、放电间隙等及过电压限制措施等问题的指导 原则，而不是要给出有关绝缘配合和绝缘设计的严格规定 由于对非正规设计的设备或电力系统中具有例外的特性时，需要进行专门的研究，故本导则主要考虑的是一些基本情况 本导则以其出版时使用的输变电设备型式及其额定值为基础，故当设备及其特性有新的改善并经验证时，应允许使用。

与GB 311.1相对应，本导则按额定电压分下列两个范围论述 a.3220kV； b.330500kV 1.2引用标准 GB311.1高压输变电设备的绝缘配合 GB311.2高电压试验技术 第一部分 一般试验条件和要求 GB311.3高电压试验技术 第二部分 试验程序 GB311.4高电压试验技术 第三部分 测量装置 GB4876交流高压断路器的线路充电电流开合试验交流系统用碳化硅阀式避 雷器 GB5582高压电力设备外绝缘污秽等级 2运行中的作用电压 2.1作用电压类型 设备在运行中可能受到下述各类电压的作用 a.正常运行条件下的工频电压； b.暂时过电压包括工频电压升高； c.操作过电压； d.雷电过电压 在GB311.1中主要按电压波形将过电压分类，因为电压波形决定了对设备绝缘 和保护装置的影响 “暂时过电压”是指其频率为工频或某谐波频率，且在其持续时间范围内无衰 减或衰减慢的过电压 “操作过电压”、“雷电过电压”通常分别由操作或故障及雷电放电所引起， 但未必总是如此 例如，当变压器一侧有雷电波作用时，经绕组间耦合的电感性传 递过电压，会有接近于操作过电压的长波前；而当单相接地时，依靠相间的电、磁耦合，可在正常相上产生接近于雷电过电压的短波前。

同时，作用电压对绝缘和保护装置的影响，主要取决于其波形、幅值和持续时间，故在本导则中的所谓“操作 过电压”和“雷电过电压”是指可分别用长波前的操作冲击和短波前的雷电冲击来 代表的过电压 当过电压用标么值p.u.表示时，其基准值是设备最高电压的 2.2正常运行条件下的工频电压 对设备绝缘和某些过电压保护装置如无串联间隙的金属氧化物避雷器长期运行性能的要求取决于这一电压，避雷器动作后，其瞬时值对作用于设备上的过电压 亦有影响 工频电压的作用随电压等级的提高愈益重要 正常运行条件下，工频电压会有某些波动，且系统中各点的工频电压并不完全相等，但不会超过设备最高电压 故在本导则中把工频电压看作是常数且等于设备最高电压 2.3暂时过电压 暂时过电压的严重程度取决于其幅值和持续时间 在进行绝缘配合时，应首先 考虑暂时过电压，因为 a.在避雷器安装点的暂时过电压的幅值和持续时间对其额定电压它决定了避 雷器的保护水平的选择很重要 b.持续时间较长的暂时过电压，即使其幅值较其他过电压为低，也可能决定设备内、外绝缘如污秽表面的设计，危及设备的安全运行。

c.通常，如暂时过电压的幅值较大，操作过电压的幅值也较大 为限制操作和雷电过电压，以降低设备的绝缘水平，有时需对暂时过电压进行限制 暂时过电压的起因主要是 a.接地故障； b.负载突变； c.谐振 2.3.1接地故障引起的暂时过电压 因单相接地故障出现的概率最大，且这一概率随系统额定电压的上升而增加，故主要考虑这一情况 系统中某一选定的故障点处正常相的暂时过电压与系统中性点的接地方式有关，其计算方法及有关的说明见附录D 2.3.2负载突变引起的暂时过电压 当突然切除大的有功、无功负载时，会出现暂时过电压，其幅值及持续时间与失去负载后的系统配置和电源特性电站的短路容量、发电机的调速及调压装置的特性有关 在长线末端突然失去全部负载时，由于短时间内发电机的转速增加和费兰梯 长线电容效应等，这种电压升高可能特别严重，会影响到设备的安全运行 在超 高压系统运行的初期，对这种过电压的严重性应给予充分重视 2.3.3谐振引起的暂时过电压 谐振可能是线性的，也可能是非线性的 这里非线性谐振是指铁磁谐振 仅当系统中有故障或非全相操作，且参数又匹配时线性谐振才有可能发生。

例如在架空线、电缆的系统内，单相接地后，由故障点望入，系统的零序电 抗，正序电抗，满足20；非全相操作时，由开关断口望入，系统的 零序电抗，正序电抗，满足20单相合闸或20单相开断 非线性谐振时，其谐振频率可能是电源频率基频谐振、或其分数分次谐波谐 振、或其一定的倍数偶次或奇次谐波谐振 在有大电容元件如串联补偿电容器、电缆等和具有非线性磁化特性的电感元 件如变压器等的回路内，由于操作或负载突变，可能激发起不同类型的非线性谐 振过电压，其持续时间与激发的起因、回路本身的特性有关，或者是稳定的，或仅持续一定时间 此类过电压出现的情况较为繁杂，在本导则中只能扼要说明一些最典型的例子 2.3.3.1基频铁磁谐振 例如，在非有效接地系统中，当空载母线合闸或单相接地，且由于各相电磁式 电压互感器的饱和程度不同，可能产生基频铁磁谐振 又如，带有空载或轻载变压 器的线路中，非全相操作或断线，形成电容与非线性电感的串联电路，且该回路总 阻抗为容性时，过电压将较高 基频铁磁谐振过电压通常为铁芯饱和所限制 2.3.3.2分次谐波谐振 在串联补偿电容器和并联电抗器的串联回路和电磁式电压互感器与母线对地 电容的并联回路内，如作用电压、回路参数电容值、含铁芯电感线圈线性部分的 电感值、电阻值、饱和后的磁链电流特性满足一定条件时，可因操作而激发起分 次谐波谐振过电压一般为1/2次谐波。

2.3.3.3高次谐波谐振 由变压器供电的轻负载线路，如果由变压器或电磁式电压互感器的激磁支路望 出，系统的线性部分的自振频率恰与变压器激磁电流的某一谐波频率相等时，会出 现奇次谐波谐振过电压 由于电感的周期性变化，在一定条件下可能激发起基频、偶次谐波谐振 含铁芯电感线圈接入电源或开断故障时，其磁路内将有过渡过程和非周期性磁 链出现，这将使激磁电流内有偶、奇次谐波，如其外的系统之线性部分的自振频率 恰与激磁电流的某一谐波频率相等时，会出现偶次、奇次谐波谐振过电压 为避免谐振过电压出现，应进行专门的研究，力图避免可能引起谐振的操作或破坏可能发生谐振的条件 2.4操作过电压 如前述，所谓操作过电压的特点是波头部分等值频率低，不对称，也不是重复的，通常只有一个极性的一个峰值及其波前时间在选择绝缘时必须考虑 它们在 设备绝缘各部分的分布大致与工频电压时相同 操作过电压的起因通常是 a.线路合闸与重合闸； b.故障与切除故障； c.开断容性电流和开断较小或中等的感性电流； d.负载突变 注异步运行时的解列过电压有时幅值较高。

操作过电压与电网结构、设备特性，特别是开关设备的特性有关 由于 许多随机因素的影响，其波形参数、幅值都是随机的其结果不能预先确知变数， 但由大量的计算、模拟试验或在系统中实测可以给出它们位于一定范围内的概率 限制操作过电压的措施很多，以a为例，就有装并联电抗器，断路器中装合闸 电阻，装避雷器以及重合前释放线路残余电荷等 究竟采用何种限压措施，需进 行全面的技术，经济比较 对限压措施的具体要求，应由专门的计算来确定 2.4.1线路合闸和重合闸产生的操作过电压 线路合闸和重合闸单相或三相时，由于设备、线路对地等值电容上的初始电 压与操作所引起的过渡过程结束后的强制电压可能不相等，将在强制电压上叠加一 个幅值为强制与初始电压之差，且有一定衰减的瞬态电压，从而产生操作过电压 除开断较小或中等感性电流所引起的操作过电压外，其余各种操作过电压产生的原 因均如此 2.4.2故障和切除故障产生的操作过电压 发生故障或切除故障时，设备和线路对地等值电容上的初始电压与其强制电压不相等，会产生操作过电压 当满足一定条件时，还将因谐振而产生较高的过电压 见2.3.3条。

2.4.3开断容性电流和开断较小或中等感性电流产生的操作过电压 当开断容性电流如开断空载线路、电缆、电容器组的电流时，如开关不能避免重击穿，将会产生过电压 开断数值不大的感性电流时，如开关的去游离能力较强，会使电流在过零之前被截断，则可能产生较高的过电压 应特别注意下述操作所产生的过电压 a.开断电容器组和空载电缆； b.开断电动机的启动电流； c.开断并联电抗器、空载变压器的励磁电流； d.可能导致截流的电弧炉及其变压器的操作和运行； e.用高压限流熔断器开断电流 2.4.4负载突变产生的操作过电压 负载突变会产生操作过电压，之后还会出现暂时过电压 2.5雷电过电压 如前述，雷电过电压是指可用波前为微秒级、波长为数十微秒的冲击来代表的过电压 作用于输电线路的雷电过电压是由于雷直击于导线，雷击于塔顶或避雷线后反击于导线，或雷击于线路及其附近的地面包括塔顶，由于电、磁场的激烈变化产生感应过电压 作用于设备上的雷电过电压，在绝大多数情况下是沿线路而来的雷电波 2.6确定预期过电压水平的原则 在3220kV电压范围内的设备绝缘水平主要由雷电过电压决定，但有时也要 估计操作过电压的影响。

当设备绝缘较弱或操作频繁，且操作电器又不够完善如 重击穿率不够低时，设备在操作、谐振过电压下也可能有较高的事故率 在确定330500kV电压范围内的设备绝缘水平时，操作过电压的影响已较为突出，因而要求对所考虑的系统中的每种显著的过电压进行估算，同时规定以更有 表性的操作冲击试验代替短时工频电压试验 2.6.1确定雷电过电压水平的原则 设备上的雷电过电压除主要取决于阀式避雷器的保护水平外，还受到下述系统构成和变电所布置有关因素的影响 a.线路的绝缘结构，它的放电电压决定了行波的幅值，而后者又决定了避雷器的保护水平 b.进线段的长度，当它较大时，可利用导线的波阻抗来限制流过避雷器中的雷电流，降低其保护水平；进线段内导线上的冲击电晕、地参数的频率特性可降低行波波前部分的陡度，既可降低避雷器的保护水平，又可减弱避雷器动作后的振荡， 对减少预期过电压有利 c.与母线连接的同一电压等级、同一波阻抗均对有行波袭来的导线而言的总 出线数n，它愈大，则母线上的电压幅值和波前部分的陡度愈小，故对减小预期 过电压。