GB311.7-1988高压输变电设备的绝缘配合使用导则

1 范围及引用的现行标准 1.1 范围 本导则是执行GB 311.1《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. 3-220kV；b.330-500kV. 1.2 引用标准 GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合 GB 311.2 高电压试验技术 第一部分 一般试验条件和要求GB 311.3 高电压试验技术 第二部分 试验程序GB 311.4 高电压试验技术 第三部分 测量装置GB 4876 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 GB 5582 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GB 311.1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”“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，号。 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. 的选择很重要。 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） 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。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。 2.3.3.1 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 在串联补赏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、饱和后的磁链一电流特性）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。 的条件。 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 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.c. 故障与切除故障；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：①异步运行时的解列过电压有时幅值较高； 2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。