DL T 5090 1999 水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则3

 8.3雷电侵入波的过电压保护

8.3.1发电厂应采取措施防止或减少近区雷击闪络。未沿全线架设避雷线的35～110kv架

空送电线路，应在1 ～2km的进线段架设避雷线。

    220～500kV架空送电线路，在2km进线保护段范围内以及35～ll0kV线路在1～2km

进线保护段范围内的杆塔耐雷水平，应不低于表7.1.3要求。

    进线保护段上的避雷线保护角不宜超过20°，最大不应超过30°。

8.3.2在雷雨季节，如35～ll0kV进线的隔离开关或断路器可能经常断路运行，同时线路

侧又带电，则必须在靠近隔离开关或断路器线路侧装设一组避雷器。8.3.3发电厂的35kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设阀式避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。对三芯电缆，末端的金属外皮应直接接地，如图8·3.3(a)

所示：对单芯电缆，应经护层保护器FJ接地，如图8.3.3(b)所示。

(a)

（b)

    图8.3.3具有35kV及以上电缆段的变电所进线保护接线

    (a)三芯电缆；(b)单心电缆

    如电缆长度不超过50m或虽超过50m，但经校验装一组避雷器即能符合保护要求，图

8.3.3中可只装FZI或FZ2。

    如电缆长度超过50m，且断路器在雷雨季节可能经常断路运行，应在电缆末端装设避雷

器。

    连接电缆段的架空线路，应架设lkm避雷线。

8.3.4发电厂的高压电气主接线在各种运行方式下，有可能受到雷电侵入波危害的设备，都

应在避雷器的保护范围内。

    桥形接线和角形接线的配电装置，避雷器宜配置在送电线路入口处。

    单母线和双母线接线的配电装置，避雷器宜配置在主母线上。当有旁路母线投运时，出

线设备不在主母线避雷器保护范围内，应在旁路母线上设置一组避雷器。

    一倍半接线，对220kV的配电装置，避雷器宜配置在母线上；对330～500kV的配电装

置，避雷器宜配置在进、出线的入口处，如有的设备还不在避雷器的保护范围内，可在母线

上设置避雷器。

    以上设置的避雷器首先应靠近变压器附近装设，当变压器远离高压配电装置又不在配电

装置避雷器保护范围内，应在变压器附近设置一组避雷器。

    发电厂内所有避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接，同时应在其附近装

设集中接地装置。

8.3.5对开敞式的电气设备，避雷器至被保护设备的最大允许电气距离可查表8.3.5。出线

回路数应按雷雨季节可能运行的最少回路数确定，对双回路杆塔出线，有同时遭受雷击的可

能，应按一回路出线考虑。设计中还应充分考虑到初期出线回路数较少的情况。避雷器与主

变压器及其他被保护电气设备的电气距离，应尽量缩短。

表8.3.5避雷器至被保护设备的最大允许距离

电压等		避雷器至变压器的最大电气距离     (m)					采用无间隙金   属氧化物避雷	避雷器至其
级	进线		运行出线回路数				器或磁吹避雷	他电器的最
(kV)	保护段	避雷器型     式	1	2	3	4及   以   上	器保护变压器   距离增加百分     数       (%)	大电气距离       (m)
	lkm		25	40	50	55	—
35	2km及全       线		50	75	90	105
	lkm	普阀式	45	65	80	90
66	2km及全     线	(FZ)	80	105	130	145		按至变压器     距离增加
110	2km及全       线		100	135	160	180	25	35%计算
220	全线		105	165	195	220	20
330	全线	磁吹阀式       (FCZ)	95	145	175	195	—

   注 35，66，110. 220kV变聪器绝缘水平分别为200，325.   480,   950kV,

8.3.6对比较复杂的电气接线（除8.3.4条接线外的其他复杂的接线和GIS电气设备的接线）

和具有电缆段的电气接线以及500kV电气接线，雷电侵入波保护的避雷器配置应采用惯用

法在计算机上进行计算。在计算时应满足以下要求。

    1将进线保护段与高压配电装置作为一个网络整体进行计算，尽量不简化接线。

    2雷击点位于2km处，绝缘子串的闪络特性应以绝缘子串的伏秒特性来确定。

    3进线保护段导线应考虑冲击电晕对侵入雷电波波形的影响（见附录C）；

    在具有电缆段的接线，应考虑侵入雷电波幅值在电缆段上的衰减（见附录D）。

    4避雷器的放电伏秒特性和阀片的伏安特性，应根据制造厂提供的数据或曲线采用分

段模拟计算。

    5雷电流参数：

    1)雷电流波形为2.6/50 s；

    2)雷电流幅值为进线保护段耐雷水平的1.5倍。

    6电气设备上作用的电压波形与全波相似，应与全波耐压配合；与截波相似，应与截

波耐压配合。

    7应考虑油纸绝缘设备的累积效应，其保证耐压为试验电压的0.85倍(3～220kV)，0.9

倍(330kV)，0.95倍(500kV)。

 

    图8.3.7  自耥变压器保护接线

8.3.7自耦变压器必须在其两个自耦合的绕组的出线上装设避雷器，  此避雷器应装在自耦

变压器和断路器之间，并采用图8.3.7所示的保护接线。

8.3.8与架空线路连接的三绕组自耦变压器、变压器（包括一台变压器与两台电机相连的三

绕组变压器）的低压绕组如有开路运行的可能和发电厂双绕组变压器当发电机断开由高压侧

倒送厂用电时，应在变压器低压绕组出线上安装一组避雷器，以防来自高压绕组的雷电波的

静电感应电压危及低压绕组绝缘，但如该绕组连有25m及以上金属外皮电缆段，则可不必

安装避雷器。

    9  旋转电机的雷电过电压保护  

    9.1  直配电机的过电压保护

9.1.1直接与架空电力线路连接的水轮发电机的保护方式，应根据容量、雷电活动强弱和对

供电可靠性的要求确定。

9.1.2单机容量为6000～25000kW的直配电机，宜采用图9.1.2(a)所示的保护接线。如出线

回路中无限流电抗器可采用图9.1.2(b)的保护接线。

≤30

 （a）

  (b)

图9.1.2  6000～25000kW直配电机的保护接线

    (a)出线回路中有限流电执器；

   (b)出线回路中无限流电抗器

  L─限制短路用的电抗器；

    FB─磁吹或普通阀式避雷器；

    FCD─磁吹避雷器；C─电容器

    进线段上的阀式避雷器FS的接地端，应与电缆的金属外皮和避雷线连在一起接地。

9.1.3单机容量为1500～6000kW的直配电机或少雷区25000kW及以下的直配电机，可采

用图9.1.3(a)所示的保护接线。

    对1500～6000kW的直配电机，也可采用图9.1.3(b)所示的有电抗线圈L’或限流电抗

器L的保护接线。

(a)

    (b)

    图9.1.3  1500～6000kW直配电机或少雷区

    25000kW及以下直配电机的保护接线

    (a)无电抗线圈或限流电抗器；(b)有电抗线圈或限流电抗器

9.1.4保护高压旋转电机用的避雷器，一般采用FCD型，容量为25000kW的直配电机，应

在每台电机出线处装设一组避雷器，25000kW以下的直配电机，避雷器也应尽量靠近电机

装设，如每组母线上的电机不超过2台，避雷器也可装在每组母线上。

9.1.5保护直配线用的避雷线，对边导线的保护角不应大于30°。

    装在每相母线上保护直配电机匝间绝缘和防止感应过电压用的电容器，其电容应为

0.25～0.5F，对于中性点不能引出或双排并绕线圈的电机，应为1.5～2 F。电容器宜有短路保护。

    9.2  非直配电机的过电压保护

9.2.1水电厂的近区供电，由于负荷容量较小，可采用图9.2.1经1：1的变压器的保护接线方式。

    图9.2.1 近区供电经1：1变压器的保护接线

9.2.2在多雷区，对3～66kV电压出线的发电机变压器组，来自变压器高压绕组雷电波的

电磁感应电压已超过磁吹避雷器的保护水平，应在发电机出口装设一组磁吹避雷器。

9.2.3 无架空直配线的发电机，如发电机与升压变压器之间的母线桥或组合导线无金属屏蔽

部分的长度大于50m，应采取防止感应过电压的措施，在发电机侧每相装设O.15F电容器

或磁吹避雷器，在变压器侧如已按8.3.8条装有避雷器，就不再增设，否则应装设一组阀式

避雷器。

    10  中性点的雷电过电压保护

    10.1  发电机中性点的过电压保护

10.1.1  直配电机的中性点能引出且未直接接地，应在中性点上装设一只阀式避雷器，其额

定电压不应低于电机最高运行相电压，其型号宜按表10.1.1选定。

表10.1.1 保护旋转电机中性点绝缘的避雷器型号

电机额定电压 (kV)	3.15	6.3	10.5
避雷器型号	FCD-2       FZ-2	FCD-4       FZ-4	FCD-6    FZ-6    FS-6

 

10.1.2发电机中性点不引出或绕组为三角形接线时，则需按9.1.5条增大安装在母线上电容器的电容量，使中性点不致出现危险的过电压。

    10.2 变压器中性点的过电压保护

10.2.1 在运行中有可能不直接接地的变压器中性点应设置避雷器或棒间隙保护，以防止雷

电侵入波对变压器中性点绝缘的危害。

10.2.2变压器中性点避雷器的额定电压（对碳化硅阀式避雷器为灭弧电压）不应低于系统单相接地变压器中性点上最大工频电压。变压器中性点的雷电绝缘配合系数不应低于1.25。

根据表10.2.2-1变压器中性点绝缘水平和4.2.1条、4.2.2条系统接地方式，保护变压器中性点绝缘的避雷器型号按表10.2.2-2选定。

表10.2.2-1   变压器中性点绝缘水平（kv）

系统标称电压		35	66	110	220	330	500
变压器中性点	工频	85	140	95	200	95	140
绝缘水平	冲击	180	325	250	400	250	325

 

 

表10.2.2-2  保护变压器中性点绝缘的避雷器型号

系统标称电压 （kv）	35	66	110	220	330	500
避雷器     型号	FZ-35   FCZ-35	FZ-60   FCZ-70	FZ-40     FCZ-70   Y1W84/200	FZ-110J    FCZ- 110J   Y1W146/320	FCZ-70   (2xFCZ-35)   Y1W84/200	FCZ- 110J   Y1WI02/255

 

注35kv变压器中性点接有消弧线圈时，应采用FCZ-35型。

 

10.2.3  由于断路器非全相运行，将引起llO～220kV变压器中性点工频电压的增高，采用

表10.2.2-2中避雷器是不能进行保护的，此时，可选用避雷器额定电压不低于变压器最大工作相电压的避雷器保护；也可选用棒间隙保护，间隙在单相接地短路时的暂态过电压作用下不应动作，而在雷电过电压作用下应动作，并能保护变压器的中性点绝缘，间隙大小应根据雒Xo/Xl值的大小确定。避雷器型号或棒间隙值可按表10.2.3选定。

表l0.2.3  断路器非全相运行，变压器中性点避雷器型号

或棒间隙值的选定

系统标称电压  (KV)	110	220
避雷器型号	FCZ-70(2FCZ-35)     Y1W84/200	FCZ- 154J Y1W146/320
棒间隙值       (mm)	65+251)	150 + 701)

 

1)棒间隙公式适用1≤≤3。

   

    11  近区供电的雷电过电压保护

    11.1  35kV小容量变电所的过电压保护

11.1.1容量为3150～5000kVA的35kV变电所，可根据负荷的重要性及雷电活动的强弱等

条件简化保护接线。变电所进线段的长度可减少到600～800m，并应采用图11.1.1所示保护接线。

3

    图11.1.1    3150～5000kVA35kV变电所的简化保护接线

11.1.2 容量为3150kVA以下的35kV变电所，可采用图11.1.2的保护接线。

3

    图11.1.2容量为3150kVA以下的35kV变电所的简化保护接线

11.1.3  保护接线简化（见11.1.1条、11.1.2条）的变电所，阀式避雷器与主变压器和电压互感器的最大电气距离不宜超过10m。

11.1.4  35kV变电所的进线，如架设避雷线有困难，或在土壤电阻率大于500 .m的地区，

进线段难以达到所需的耐雷水平时，可在进线的终端杆上装设一组电感线圈L’，以代替进

线段的避雷线，可采用图11.1.4所示的保护接线。

4

   

    图11.1.4用电抗线圈代替进线段避雷线的保护接线

    11.2  3～lOkV变电所的过电压保护

11.2.1 3～lOkV变电所应在每组母线和每回架空进线上装设阀式避雷器，并应采用图11.2.1

所示的保护接线。

    图11.2.1  3～l0kv配电装置雷电侵入波的保护接线

    (FZ、FS为阀式避需器)

母线上避雷器与主变压器的电气距离不宜大于表11.2.1所列数值。

表11.2.1 避雷器与3～10kv主变压器的最大电气距离

雷季经常运行的进线路数	1	2	3	4及以上
最大电气距离(m)	15	20	25	30

 

   有电缆段的架空线路，避雷器应装设在电缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连。

如各架空线均有电缆段，避雷器与主变压器的最大电气距离不受限制。

    避雷器应以最短的接地线与变电所、配电所（仅有开闭和分配电能的配电装置，母线上

无变压器）的主接地网连接（包括通过电缆金属外皮连接）。避雷器附近应埋设集中接地体。

11.2.2 3～l0kV Y，y0和Y，y接线的配电变压器，宜在低压侧设一组避雷器，以防止反变换波和低压侧雷电侵入波击穿高压侧的绝缘。

    低压中性点不接地的配电变压器，应在中性点装设击穿保险器。

    11.3  架空配电线路的过电压保护

11.3.1  3～lOkV柱上断路器和负荷开关，应用阀型避雷器，也可用间隙保护。经常断路运

行而又带电的柱上断路器、负荷开关或隔离开关，应在带电侧装设避雷器，其接地线应与柱

上断路器等的金属外壳连接，且接地电阻不宜超过10。

11.3.2  3～lOkV钢筋混凝土杆配电线路一般采用瓷横担，如采用铁横担．宜采用高一级电

压等级的绝缘子，并应尽量以较短的时间切除故障，以减少雷击跳闸和断线等事故。

11.3.3低压架空线路接户线的绝缘予铁脚宜接地，接地电阻不宜超过30Q。土壤电阻率在

200．m及以下的铁横担钢筋混凝土杆线路，由于连续多杆自然接地作用，可不另设接地

装置。屋内有电力设备接地装置的建筑物，在入口处宜将绝缘子铁脚与该接地装置相连，可

不另设接地装置。

    12  微波通信站的雷电过电压保护

12.0.1  微波天线应有防直击雷的保护措施，宜采用避雷针并固定在微波塔上。

    微波机房应有防直击雷的保护措施，应在房顶敷设避雷带，如已在微波塔避雷针的保护

范围内，则可不另设直击雷保护装置。

12.0.2  由于微波塔较高，遭雷击概率较大，为防止冲击电位影响到发电厂的控制设备，宣

将微波塔和微波机房接地网与发电厂接地网分别设置，并采用弱连接，  即将微波站接地网

就近用两根接地带与发电厂接地网相连接，但应尽量远离有控制电缆的电缆沟接地干线和控

制室的接地网。微波塔接地装置应按冲击接地的原则设计，不宜采用较远的引外接地。

    微波塔的接地电阻不宜超过5，在土壤电阻率较低的有条件的地区，不宜超过1,

在高土壤电阻率地区不宜超过lOQ。接地体应围绕塔基做成闭合环形，以尽量减小接触电

压和跨步电压。

    波导管或同轴电缆的金属外皮，至少应在上下两端与塔身金属结构连接，并在机房入口

处与机房地网连接，在该处加设集中接地体。

机房的接地网与微波塔的接地网间，至少应有两根接地带连接。

12.0.3  微波机房内接地应进行等电位处理和采取防止感应过电压的措施，沿机房顶四周，

应敷设闭合均压带。在机房外应围绕机房敷设水平闭合接地带，在机房内四周和顶部设置屏

蔽网，应围绕机房敷设环形接地母线。机房内各种电缆的金属外皮，设备的金属外壳和不带

电的金属部分、各种金属管道、金属门框等建筑物金属结构、电缆架等以及保护接地、工作

接地，均应以最短距离与环形接地母线连接。

    环形接地母线与外部闭合接地带和房顶闭合均压带间，至少应用4个对称布置的连接线

相互连接，相邻连接线间的距离不宜超过15m。

    机房内的电力线、通信线，应在机房内装设防雷装置。通信线的不运行线对，应在终端

配线架上接地。

12.0.4  微波塔上的照明灯电源线，应采用金属外皮电缆，或将导线穿入金属管。金属外皮

或金属管至少应在上下两端与塔身相连，并应水平埋入地中，埋入的长度在10m以上才允

许引入机房或配电装置和配电变压器。

    机房内的电力线、通信线应有金属外皮或金属屏蔽层，或敷设在金属管内。由机房引出

的电力线、通信线，其金属外皮或金属管在屋外水平埋入地中的长度，不应少于10m。

    由机房引到附近建筑物内的金属管道，机房外埋入地中的长度应在10m以上。如不能

直接埋入地中，至少应在金属管道屋外部分沿长度均匀分布在两处接地，每处接地电阻不宜

大于10；在高土壤电阻率地区，每处接地电阻不宜大于30，但宜适当增加接地的处数。

    13  绝  缘  配 合

    13.1  绝缘配合原则

13.1.1 按系统中出现的各种电压和保护装置的特性，来确定设备绝缘水平。在进行绝缘配

合时，应全面考虑设备造价、维修费用以及故障损失三个方面，力求取得较高的经济效益。

    不同电力系统，因结构不同以及在不同的发展阶段可以有不同的绝缘水平。

13.1.2  用于操作、雷电过电压绝缘配合的波形为：

    操作冲击电压波，波头250s，波尾2500s；对有绕组的设备按有关标准规定。

    雷电冲击电压波，波头1.2s，波尾50s。

13.1.3  绝缘子串和空气间隙绝缘配合公式均按标准气象条件给出。当电，一因海拔高度引起气象条件变化异于标准状态时，可按附录E修正，以满足绝缘配合要求。

    用于海拔高于1000m，但不超过4000m的电气设备的外绝缘和干式变压器的绝缘，其

试验电压应按设备的标准试验电压乘以海拔修正系数Ka

                                                (13.1.3)                                          

式中：H──—设备安装点的海拔高程，m(1000m≤H≤4000m)；

      Ka──—海拔修正系数。

13.1.4  在确定电瓷外绝缘泄漏距离时，应考虑污秽的影响，污秽分级按GB/T 16434—1996

《高压架空线路和发电厂、变电所设备外绝缘污秽分级标准》确定。

13.1.5 线路绝缘子串一般按工频电压泄漏距离要求确定每串绝缘子片数，然后再进行操作

过电压和雷电过电压（耐雷水平）校验。

    风偏后导线对杆塔的空气间隙，应以工频、操作、雷电的电压作用分别确定空气间隙。

工频按系统最大运行电压配合确定间隙，操作按允许操作过电压倍数配合确定间隙；雷电按

绝缘子串85%的正极性50%放电电压确定间隙。

    塔头尺寸应以不同电压作用下的风偏和不同电压的三个间隙圆进行确定。

    220kV及以下线路，其绝缘可按惯用法进行配合。330kV及以上线路，其绝缘可按统计

法或简化统计法进行配合。

13.1.6发电厂每串绝缘子片数的确定方法与线路的相同（13.1.5条）。如绝缘子串受避雷器保护，其操作、雷电冲击绝缘强度应以避雷器相应保护水平进行绝缘配合，但不得低于发电厂电气设备中隔离开关、支柱绝缘子的相应值。

   发电厂导线对构架的空气间隙确定方法与线路的相同（13.1.5条）。如空气间隙受避雷器保护，其操作、雷电冲击绝缘强度应以避雷器相应保护水平进行绝缘配合。

    发电厂电气设备内绝缘的雷电电压按避雷器雷电保护水平的配合系数确定，330kV及以

上电气设备操作电压按避雷器操作保护水平的配合系数确定。

    发电厂电气设备外绝缘按工频电压泄漏比距确定，雷电冲击强度与内绝缘相同，330kV

及以上电气设备操作过电压与内绝缘相同。

    在进行发电厂绝缘配合时，对非自恢复绝缘采用惯用法，对自恢复绝缘采用统计法或简

化统计法。

    13.2架空线路段的绝缘配合

13.2.1  由工频电压泄漏距离确定线路每串绝缘子片数，应符合式(13.2.1)要求

                                m≥                              (13.2.1)

  

式中：m──—每串绝缘子片数；

     ──—泄漏比距，按GB/T16434—1996《高压架空线路和发电厂、变电所设备外绝缘污秽分级标准》选用o

     Um──—系统最大工作电压，kV;

     L₀──—每片悬式绝缘子的泄漏距离，cm，除X-45型和XP-100型绝缘子的几何泄漏

距离外，其他型号绝缘予片的几何泄漏距离应由试验确定。

13.2.2 绝缘子串片数还应按操作冲击电压进行如下校验：

    1  220kV及以下线路，在进行操作冲击电压校验时，绝缘子串应扣除零值绝缘子，直

线杆扣除l片，耐张杆扣除2片，扣除零值绝缘子后，其操作冲击波50%湿闪电压应符合

式(13.2.2-1)要求

                                               (13.2.2-1)

式中：Ush──—操作波湿闪电压峰值．kv；

       K₀──—操作过电压倍数；

      Uxg──—最高运行相电压．kv；

       K₁──—操作过电压湿闪配合系数，在海拔l000m及以下，K_l=l.l。

    2  330kV及以上线路，绝缘子串正极性操作冲击电压波50%放电电压Uc应符合公式

(13.2.2-2)要求

                                                        (13.2.2-2)

式中：Ut──—线路末端相对地统计操作过电压，kv；

      K₂──—线路绝缘子串操作电压统计配合系数，K₂=1.25。

13.2.3 线路绝缘子串片数还应满足线路耐雷水平的要求（7.1.3条）。

13.2.4 风偏后线路导线对杆塔空气间隙的工频50%放电电压Ugj应符合式(13.2.4)要求

                                                       (13.2.4)

式中：K₃──—线路空气间隙工频电压配合系数，中性点非直接接地系统取2.5；中性点直接接地系统，对220kV及以下取1.6；对330kV取1.7；对500kV取1.35，V型串取1.5。

13.2.5 风偏后线路导线对杆塔空气间隙的正极性操作冲击波50%放电电压U_cj应符合式

(13.2.5-1)、式(13.2.5-2)要求：

    对220kV及以下线路瑯

                                                 (13.2.5-1) 

式中：K4──—线路空气间隙操作冲击电压配合系数，K4=1.2。

    对330kV及以上线路

                                                      (13.2.5-2)

式中：K₅──—线路空气间隙操作冲击电压统计配合系数，K₅=1.1，V型串K₅=1.25。

13.2.6 风偏后线路导线对杆塔空气间隙的正极性雷电冲击波50%放电电压，可取绝缘予串

相应电压的85%。

    13.3  发电厂的绝缘配合

13.3.1  由工频电压泄漏距离要求的发电厂每串绝缘子片数，参照式(13.2.1)计算，其中按GB/T16434—1996《高压架空线路和发电厂、变电所设备外绝缘污秽分级标准》选用，且不低于线路耐张绝缘子串片数。

  13.3.2 发电厂绝缘子串受避雷器保护时，绝缘子串正极性操作冲击电压波50%放电电压

  七应符合式(13·3.2)要求且不得低于发电厂电气设备中隔离开关、支柱绝缘子的相应值。

                                瑯                    (13.3.2)

式中：U_b.P──—避雷器操作过电压保护水平，kV；

       c──—绝缘子串操作过电压下放电电压的变异系数， c=5%。

13.3.3 发电厂绝缘子串受避雷器保护时，绝缘子串正极性雷电冲击电压波50%放电电压

应符合式(13·3.3)要求，且不得低于发电厂电气设备中隔离开关、支柱绝缘子的相应值。

                                                     (13.3.3)

式中：U_ch──—避雷器在配合标称电流下的残压值，kV.

       K₆──—发电厂绝缘子串雷电过电压配合系数，K₆=1.45。

    避雷器雷电绝缘配合标称电流的规定：220kV及以下避雷器，不应低于5kA，330kV及

以上避雷器，不应低于10kA。

13.3.4 发电厂相对地空气间隙（包括不受风偏影响的间隙）与工频电压的配合，与线路相同，见13.2.4条。

13.3.5 发电厂相对地空气间隙与操作过电压配合与线路相同，空气间隙受避雷器保护时，

其正极性操作冲击电压波50%放电电压七应符合式(13.3.5-1)、式(13.3.5-2)要求：

    无风偏时瑯
                                                    (13.3.5-1)

有风偏时

                                                  (13.3.5-2)

 

式中：──—厂发电厂相对地空气间隙操作过电压下放电电压的变异系数，=5%。

13.3.6 发电厂相对地空气间隙与雷电过电压配合与线路相同，空气间隙受避雷器保护时，

其正极性雷电冲击电压波50%放电电压应符合式(13·3.6)要求

                                                (13.3.6)

式中：K₇──—发电厂相对地空气间隙雷电过电压配合系数，有风偏间隙取1.4，无风偏间隙取1.45。

13.3.7 发电厂相间空气间隙的工频50%放电电压为相对地间隙的倍。

       发电厂相间空气间隙的50%操作冲击电压波放电电压为相对地间隙的1.5倍。

       发电厂的雷电过电压相间空气间隙为相对地间隙的1.1倍。

13.3.8 清洁区发电厂电气设备户外电瓷绝缘的泄漏比距不应小于13.3.1条中值。泄漏比

距按式(13.3.8)计算

                                                     (13.3.8)

式中：L──—电气设备户外电瓷绝缘的几何泄漏距离，cm;

      K_b──—泄漏距离有效系数，以普通棒型支柱绝缘子为基础，K_b=1。

      断路器同极断口间灭弧室瓷套的有效泄漏比距不应小于对地泄漏比距的1.5倍。

     为保证330～500kV变压器内绝缘在正常运行工频电压作用下的工作可靠性，应进行长

时间工频耐压试验。变压器耐压值为1.5倍系统最高相电压。

     发电厂电气设备应能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压。

13.3.9  330～500kV电气设备内、外绝缘相对地额定操作冲击耐压与避雷器操作过电压保护水平间的配合系数不应小于1.15。外绝缘淋雨耐压值可低5%。

     330～500kV变压器内、外绝缘相间额定操作冲击耐压，应取其等于内绝缘相对地额定

操作冲击耐压的1.5倍。

    330～500kV断路器同极断口间内绝缘额定操作冲击耐压应符合式(13.3.9)要求瑯瑯                                                 (13.3.9)

式中：Uxb.p──—线路避雷器操作过电压保护水平，kV。

13.3.10 变压器内、外绝缘和220kV及以下其他电气设备的全波雷电冲击耐压与保护避雷

器标称电流下残压间的配合系数为1.4。

    llokV及以下避雷器标称放电电流为5kA，220～330kV为10kA，500kV为20kA。

  220kV及以下变压器、电流互感器截波雷电冲击耐压与相应设备全波雷电冲击耐压比值

不小于1.1。330～500kV变压器、并联电抗器及电流互感器比相应设备全波雷电冲击耐压值

高一级。

    断路器同极断口间内绝缘及断路器、隔离开关同极断口间外绝缘的全波雷电冲击耐压雒

U_c.d应符合式(13.3.10)要求

                                                 (13.3.10)

   

式中：──—断路器、隔离开关全波雷电冲击耐压，kV。

 

    附录A（标准的附录）

    雷电过电压计算的一些参数和方法

A1  雷击点电压的计算，系假设数值和形状都保持不变的雷电流通过与该点连接的全部阻

抗，例如通过杆塔、杆塔的接地装置以及通向相邻杆塔的避雷线等。

    雷击导线或避雷线档距中央，其电位的计算系假设雷击瞬间电流幅值减小为雷电流幅值

的1/2，然后由于来自相邻杆塔的电波反射，使电流增大；同时假设避雷线或导线上的电波

经过雷击点时，没有任何反射。

    在耐雷水平计算中，波阻抗也可以用集中电感代替，这与用多次反射法算得的结果相近。

A2  雷击杆塔时，单根导线和避雷线的波阻取400， 两根避雷线的波阻取250。这些

数字是当杆塔上导线和避雷线的位置在标准情况下取得的。同时假设由于电晕的作用，波阻

降低20%～30%。不需要在各种情况下单独确定这些数字。雷击杆塔时，导线和避雷线的电

位较低，电晕作用较小，波的传播速度等于光速。

    雷击避雷线档距中间时的电位，比雷击杼塔时高得多，电晕作用较大，在计算中取避雷

线的波阻等于350，计算用电波传播的相速取光速的75%。

    导线和避雷线间的耦合系数K因电晕效应而增大，可按式(A2-1)计算

                                瑯K=K1Ko                     (A2-1）

式中：K₀──—导线和避雷线间的几何耦合系数，决定于导线和避雷线的几何尺寸及其排列位置；

      K₁──—电晕效应校正系数。

    雷直击塔顶时，校正系数KI可取表A2所列数值。雷击避雷线档距中间时，校正系数

可取1.5。

表A2  雷直击塔顶时的校正系数K₁

标称电压 （kv）	20 ～35	66 ～110	154 ～330	500
双避雷线	1.1	1.2	1.25	1.28
单避雷线	1.15	1.25	1.3

 

 

    图A  多根平行线及其镜像

    导线波阻和几何耦合系数应按下列方法计算。

A,2.1  多根平行线（图A）中，线1的自波阻为

                                             （A.2.1-1）

式中：r1──—线1的半径，m；

  h1──—线l的平均高度，m。

    线1与线3的互波阻为

                                     （A.2.1-2）

式中：d₁₃──—厂线1和线3间的距离，m；

   ──—广线1与线3的镜像间的距离，m；

     d₁₂,和的意义类推。

  线1对线2的几何耦合系数为

                                                    （A.2.1-3）

 

线1和线3共同对线3的几何耦合系数为

                                     （A.2.1-4）

A.2.2  杆塔的波阻及等值电感可取表A.2.2所列数值。

表A.2.2 杆塔的波阻和电感的平均值

杆塔型式	杆塔波阻	杆塔电感      ( H/m)
无拉线钢筋混凝土单杆	250	0.84

 

有拉线钢筋混凝土单杆	125	0.42
无拉线钢筋混凝土双杆	125	0.42
铁  塔	150	0.50
门型铁塔	125	0.42
有两条引下线的门型大杆	250	0.84
有四条引下线的AH型木杆	180	0.60

 

A3 雷击杆塔时，不仅有雷电流通过杆塔并在杆塔顶产生电位U_td，同时空中迅速变化的电

磁场还在导线上感应一相反符号的感应过电压Ug。在无避雷线时，对一般高度的线路，感

应过电压的最大值可按式(A3—1)计算

                                                              (A3-1)

式中：U_g──—感应过电压，kv；

      H_d──—导线的平均高度，m；

      ──—感应过电压系数，其值等于以kA/ s计的雷电流陡度值。

    无避雷线的杆塔，绝缘承受的过电压瞬时值为

                                                         （A3-2）

式中：Uj──—绝缘承受的过电压瞬时值。

    有避雷线的杆塔，绝缘承受的过电压瞬时值为

                                (l-k)                      (A3-3)

式中：K──—避雷线和导线间的耦合系数。

A4  避雷线或导线平均高度为h的线路，其等值受雷宽度约为4h。一般高度的线路每100km,

40雷日遭受雷击的次数为

                                            (A4-1)

式中：──—地面落雷密度，即每雷日每平方公里对地落雷次数。

    在一般情况下，可取0.07，此时

                                         N=l.12h                        (A4-2)

 

    附录B（标准的附录）

雷击线路杆塔顶部时耐雷水平的确定

 

    雷击杆塔顶部时，有避雷线线路杆塔上绝缘承受的过电压最大值为

                                ( 1-k)                      (B-l)

式中：Uj──—杆塔上绝缘承受的过电压最大值，kv；

      Ug──—感应过电压的最大值，按公式(A3-1)计算，kV；

     Utd──—杆塔顶部电位的最大值，kV。

    杆塔顶部电位的瞬时值与通过杆塔的电流瞬时值有关，而通过杆塔的电流瞬时值与总雷

电流的关系可用(B-2)式表示

                                     i_gt=i                              (B-2)

式中：i_gt──—通过杆塔的电流瞬时值，kA

       i──—总雷电流瞬时值，kA；

      ──—杆塔分流系数。

 

   图B计算杆塔分流系数用的电路

    杆塔分流系数可由图B的电路算出。图中L_b为杆塔两侧相邻档避雷线的电感并联值(

H），对单避雷线，L_b约等于0.67l，对双避雷线，约等于0.421,l为档距长度(m)；L_gt为杆塔电感(H）；Rch为杆塔冲击接地电阻()。

    如取雷电流波头为斜角波，则杆塔中的雷电流波头也可近似取为斜角波，杆塔分流系数

                                                      (B-3)

式中：──—雷电流波头长度，取2.6s。

对一般长度的档距，可取表B所列数值。

表B 一般长度的档距的线路杆塔分流系数

线路额定电压    (kv)	避雷线根数	值
110	单避雷线     双避雷线	0.90 0.86
220	单避雷线     双避雷线	0.92   0.88
330	双避雷线	0.88
500	双避雷线	0.88

  雷击杆塔顶部时，杆塔顶部电位最大值为

                                                   (B-4)

将公式(A3-1)和(B．4)代入公式(B-l)，得到杆塔上绝缘承受的过电压最大值为

                                        (B-5)

    如U_j大于绝缘子串的50%冲击放电电压U_50%，则将发生闪络。取U_j= U_50%，即可求出

雷击杆塔顶部时的耐雷水平I₁。

如取固定波头长度=2.6s，则。此时耐雷水平为

                                            (B-6)

无避雷线线路耐雷水平按(B-7)式计算

                                                       (B-7)

 

附录C（标准的附录）

    电晕对雷电波波形的影响

    变电所一般用避雷线保护送电线路的进线段，以限制进入变电所的雷电波的幅值和陡

度。降低雷电波的陡度，主要依靠电晕效应使波头拉长，从而允许增大阀式避雷器与变压器

及电器等被保护设备间的最大电气距离。

    雷电波因电晕效应变形后，波头的长度可按式(C)计算

       (C)

式中：──—进线保护段末端雷电波变形后斜角波波头的长度，s；

      ──—进口保护段首端斜角波波头的长度，s；

      ──—进线保护段长度，km；

       U──—进行波的长度，kv；

       h_d──—导线的平均高度，m；

    对两分裂导线，可将公式(C)计算结果减10%。

对四分裂导线，可将公式(C)计算结果减l8%。

 

    附录D（标准的附录）

    雷电波在充油电缆中的衰减

    雷电波在充油电缆中传播时，由于电缆芯线电阻和其外皮中的损失以及绝缘中的介质损

失而衰减。

    雷电波在电缆中的衰减曲线见图D。