GB/T 50064-2014 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范 （免費下載）
1 總 則
1.0.1 為使交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，制定本規(guī)范。
1.0.2 本規(guī)范適用于交流標(biāo)稱電壓6kV～750kV電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、變電、配電電氣裝置和旋轉(zhuǎn)電機的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計。
1.0.3 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合，應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地區(qū)雷電活動特點、地閃密度及運行經(jīng)驗，通過計算分析和技術(shù)經(jīng)濟比較，進行差異化的設(shè)計。
1.0.4 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計，除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2 術(shù) 語
2.0.1 中性點高電阻接地方式 high-resistance neutral ground-ing mothod
系統(tǒng)中至少有一根導(dǎo)線或一點經(jīng)過高電阻接地，系統(tǒng)等值零序電阻不大于系統(tǒng)單相對地分布容抗，且系統(tǒng)接地故障電流小于10A。
2.0.2 中性點低電阻接地方式 low-resistance neutral ground-ing mothod
系統(tǒng)中至少有一根導(dǎo)線或一點經(jīng)過低電阻接地，系統(tǒng)等值零序電阻不小于2倍系統(tǒng)等值零序感抗。
2.0.3 中性點諧振接地方式 resonant neutral grounding mothod
系統(tǒng)中至少有一根導(dǎo)線或一點經(jīng)過電感接地，用于補償系統(tǒng)單相對地故障電流的容性分量。
2.0.4 特快速瞬態(tài)過電壓 very fast transient overvoltage (VFTO)
氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)和復(fù)合電器(HGIS，即Hybrid-GIS)的隔離開關(guān)在某些操作方式下，產(chǎn)生頻率為數(shù)十萬赫茲至數(shù)兆赫茲的高頻振蕩過電壓，稱為特快速瞬態(tài)過電壓。
2.0.5 地閃密度 ground flash density(GFD)
每平方公里、每年地面落雷次數(shù)。
2.0.6 少雷區(qū) less thunderstorm region
平均年雷暴日數(shù)不超過15d或地面落雷密度不超過0.78次／(km2·a)的地區(qū)。
2.0.7 中雷區(qū) middle thunderstorm region
平均年雷暴日數(shù)超過15d但不超過40d或地面落雷密度超過0.78次／(km2·a)但不超過2.78次／(km2·a)的地區(qū)。
2.0.8 多雷區(qū) more thunderstorm region
平均年雷暴日數(shù)超過40d但不超過90d或地面落雷密度超過2.78次／(km2·a)但不超過7.98次／(km2·a)的地區(qū)。
2.0.9 強雷區(qū) strong thunderstorm region
平均年雷暴日數(shù)超過90d或地面落雷密度超過7.98次／(km2·a)以及根據(jù)運行經(jīng)驗雷害特殊嚴(yán)重的地區(qū)。
2.0.10 保護角 shielding angle
地線對導(dǎo)線的保護角指桿塔處，不考慮風(fēng)偏，地線對水平面的垂線和地線與導(dǎo)線或分裂導(dǎo)線最外側(cè)子導(dǎo)線連線之間的夾角。
3 系統(tǒng)中性點接地方式和電氣裝置絕緣上作用的電壓
4 暫時過電壓、操作過電壓及限制
5 雷電過電壓及保護
6 絕緣配合
附錄A 外絕緣放電電壓的海拔校正
A.0.1 外絕緣放電電壓試驗數(shù)據(jù)應(yīng)以海拔高度0m的標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下給出。
A.0.2 外絕緣所在地區(qū)海拔高度高于0m時，應(yīng)校正放電電壓。所在地區(qū)海拔高度2000m及以下地區(qū)時，各種作用電壓下外絕緣空氣間隙的放電電壓U(PH)可按下列公式校正：
式中：U(P0)——海拔高度0m時空氣間隙的放電電壓(kV)；
ka——海拔校正因數(shù)；
m——系數(shù)；
H——海拔高度(m)。
A.0.3 系數(shù)m的取值應(yīng)符合下列要求：
1 對于雷電沖擊電壓、空氣間隙和清潔的絕緣子的短時工頻電壓，m應(yīng)取1.0；
2 對于操作沖擊電壓，m應(yīng)按圖A.0.3選取。
圖A.0.3 各種作用電壓下的m值
a-相對地絕緣；b-縱絕緣；c-相間絕緣；d-棒-板間隙(標(biāo)準(zhǔn)間隙)
注：對于由兩個分量組成的電壓，電壓值是各分量之和。
附錄B 架空線路懸垂絕緣子串風(fēng)偏角計算用風(fēng)壓不均勻系數(shù)
B.0.1 懸垂絕緣子串風(fēng)偏角計算用風(fēng)壓不均勻系數(shù)可按式(B.0.1)計算，風(fēng)向與線路方向的夾角為90°時幾種風(fēng)速下的風(fēng)壓不均勻系數(shù)可按表B.0.1所列數(shù)值確定。
式中：α——風(fēng)壓不均勻系數(shù)；
v——設(shè)計采用的10min平均風(fēng)速(m／s)，當(dāng)風(fēng)速大于20m／s時采用20m／s；
θ——風(fēng)向與線路方向的夾角(°)。
表B.0.1 風(fēng)壓不均勻系數(shù)
| 設(shè)計風(fēng)速（m/s） | ≤10 | 15 | 20 | ＞20 |
| α | 1.0 | 0.75 | 0.61 | 0.61 |
附錄C 操作過電壓下線路絕緣閃絡(luò)率的計算方法
附錄D 架空線路和變電站雷電性能的分析計算方法
附錄E 電氣設(shè)備承受一定幅值和時間暫時過電壓的要求
E.0.1 電氣設(shè)備承受一定幅值和時間暫時過電壓標(biāo)么值的要求應(yīng)符合表E.0.1-1～表E.0.1-5的規(guī)定，變壓器上過電壓的基準(zhǔn)電壓應(yīng)取相應(yīng)分接頭下的額定電壓，其余設(shè)備上過電壓的基準(zhǔn)電壓應(yīng)取最高相電壓。
表E.0.1-1 110kV～330kV電氣設(shè)備承受暫時過電壓的要求(p.u.)
注：分子的數(shù)值代表相對地絕緣；分母的數(shù)值代表相對相絕緣。
表E.0.1-2 500kV變壓器、電容式電壓互感器及耦合電容器承受暫時過電壓的要求(p.u.)
| 時間 | 連續(xù) | 8h | 2h | 30min | 1min | 30s |
| 變壓器 | 1.1 | — | — | 1.2 | 1.3 | — |
| 電容式電壓互感器 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | — | — | 1.5 |
| 耦合電容器 | — | — | 1.3 | — | — | 1.5 |
表E.0.1-3 500kV并聯(lián)電抗器承受暫時過電壓的要求(p.u.)
| 時間 | 120min | 60min | 40min | 20min | 10min | 3min | 1min | 20s | 3s |
| 備用狀態(tài)下投入 | 1.15 | — | 1.20 | 1.25 | 1.30 | — | 1.40 | 1.50 | — |
| 運行狀態(tài) | — | 1.15 | — | 1.20 | 1.25 | 1.30 | — | 1.40 | 1.50 |
表E.0.1-4 750kV變壓器承受暫時過電壓的要求(p.u.)
| 時間 | 連續(xù)（空載） | 連續(xù)（額定電流） | 20s | 1s | 0.1s |
| 標(biāo)么值(p.u.) | 1.1 | 1.05 | 1.25 | 1.5 | 1.58 |
表E.0.1-5 750kV并聯(lián)電抗器承受暫時過電壓的要求(p.u.)
| 時間 | 20min | 3min | 1min | 20s | 8s | 1s |
| 標(biāo)么值(p.u.) | 1.15 | 1.2 | 1.25 | 1.3 | 1.4 | 1.5 |
附錄F 超高壓架空線路和變電站空氣間隙的放電電壓數(shù)據(jù)
F.0.1 超高壓架空線路和變電站空氣間隙的放電電壓數(shù)據(jù)應(yīng)采用仿真型塔或構(gòu)架試驗。
F.0.2 330kV線路和變電站空氣間隙放電電壓：
1 330kV線路和變電站空氣間隙的工頻50％放電電壓可按圖F.0.2-1確定。
圖F.0.2-1 線路和變電站空氣間隙的工頻50％放電電壓
1-導(dǎo)線對桿塔橫擔(dān)；2-導(dǎo)線對桿塔支柱；3-導(dǎo)線對導(dǎo)線；4-環(huán)對環(huán)，一環(huán)接地；5-環(huán)對環(huán)，雙環(huán)均加壓
2 330kV線路和變電站空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按圖F.0.2-2確定。
圖F.0.2-2 雙導(dǎo)線對水泥桿空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
F.0.3 500kV線路桿塔上絕緣子串、線路和變電站空氣間隙的放電電壓：
1 500kV單回線路絕緣子串的沖擊電壓放電電壓可按表F.0.3-1確定。
2 500kV單回線路空氣間隙的放電電壓可按表F.0.3-2和圖F.0.3-1～圖F.0.3-4確定。
表F.0.3-1 500kV單回線路絕緣子串在沖擊電壓下的放電電壓
注：①保定變壓器廠、清華大學(xué)高壓教研組、北京電力設(shè)計院、北京電力試驗研究所，500kV晉京線輸電桿塔絕緣電氣特性試驗報告，《北京電力技術(shù)》，1979.1；
②電力科學(xué)研究院，第二代500kV輸電線路桿塔塔頭的絕緣試驗，1983.4；
③電力科學(xué)研究院，500kV輸電線路塔頭絕緣的試驗研究，《電網(wǎng)技術(shù)》，1982.1。
表F.0.3-2 500kV單回線路空氣間隙的放電電壓
注：①保定變壓器廠、清華大學(xué)高壓教研組、北京電力設(shè)計院、北京電力試驗研究所，500kV晉京線輸電桿塔絕緣電氣特性試驗報告，《北京電力技術(shù)》，1979.1；
②電力科學(xué)研究院，第二代500kV輸電線路桿塔塔頭的絕緣試驗，1983.4；
③J.G.安德生等，345kV及以上超高壓輸電線路，電力工業(yè)出版社，1981.6；
④保定變壓器廠、北京電力試驗研究所，500kV輸電桿塔中相絕緣操作波試驗，《北京電力技術(shù)》，1979.10；
⑤日本500kV輸電線路絕緣的實尺寸試驗，《IEEE PAS》88，No.2，1969。
圖F.0.3-1 空氣間隙的工頻50％放電電壓
1-導(dǎo)線對塔柱；2-導(dǎo)線對導(dǎo)線
圖F.0.3-2 500kV線路酒杯塔(ZB3型)塔頭空氣間隙的操作沖擊、雷電沖擊50％放電電壓
1-中相操作；2-邊相操作；3-雷電(1.5μs／40μs)
圖F.0.3-3 500kV門型塔、酒杯塔的塔頭空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
1-邊相導(dǎo)線對塔柱；2-門型塔中相；3-門型塔邊相；4-酒杯塔
圖F.0.3-4 500kV酒杯塔(ZVB452型)中相V串導(dǎo)線對塔窗空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
3 500kV同塔雙回線路空氣間隙的操作沖擊放電電壓：
1)塔型SG1的500kV同塔雙回線路導(dǎo)線對下橫擔(dān)空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按圖F.0.3-5確定。
圖F.0.3-5 500kV同塔雙回線路導(dǎo)線對下橫擔(dān)空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
2)500kV同塔雙回線路下相導(dǎo)線對塔腿空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按圖F.0.3-6確定。
圖F.0.3-6 500kV同塔雙回線路下相導(dǎo)線對塔腿空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
4 500kV變電站仿真型構(gòu)架或設(shè)備在操作沖擊電壓下空氣間隙的放電電壓：
1)二分裂軟導(dǎo)線(φ51mm間距400mm)對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按表F.0.3-3確定。
表F.0.3-3 二分裂軟導(dǎo)線對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
注：①導(dǎo)線與人字柱側(cè)面間隙；
②導(dǎo)線與人字柱正面間隙；
本表數(shù)據(jù)來源自電力科學(xué)研究院，A值的試驗研究(階段報告)，1982年8月。
2)隔離開關(guān)對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按表F.0.3-4確定。隔離開關(guān)對車輛空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按表F.0.3-5確定。
表F.0.3-4 隔離開關(guān)對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
注：①GW7中心線對人字柱中心線距離為6.0m；
②無人檢修狀態(tài)；
本表數(shù)據(jù)來源自電力科學(xué)研究院，A值的試驗研究(階段報告)，1982年8月。
表F.0.3-5 隔離開關(guān)對車輛空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
注：σf／U50%為4.5％～6％，車輛模型的長寬高分別為10.8m、2.5m和3.5m。
3)不同布置(圖F.0.3-7)方式下，無均壓環(huán)的懸吊式硬導(dǎo)線對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓可按表F.0.3-6確定。有均壓環(huán)時，對于間隙距離為3.0m～4.2m的情況，間隙距離應(yīng)增加5.5％。
圖F.0.3-7 懸吊式硬導(dǎo)線的布置
表F.0.3-6 無均壓環(huán)懸吊式硬導(dǎo)線對構(gòu)架空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
注：1 數(shù)據(jù)來源自電力科學(xué)研究院，懸吊式鋁管母線操作沖擊放電特性，1981年；
2 懸吊式硬導(dǎo)線為外φ150mm、內(nèi)φ136mm鋁管，變電站構(gòu)架為由φ426mm半圓柱兩根組成的人字柱，橫梁對地高20m。
F.0.4 750kV線路絕緣子串、線路和變電站空氣間隙的放電電壓：
1 750kV線路FC-300 Ⅰ型絕緣子串帶6分裂導(dǎo)線的沖擊50％放電電壓可按圖F.0.4-1確定。
圖F.0.4-1 750kV線路FC-300 Ⅰ型絕緣子串帶6分裂導(dǎo)線的沖擊50％放電電壓
2 750kV單回架空線路邊相Ⅰ串6分裂導(dǎo)線對塔柱空氣間隙的50％放電電壓可按圖F.0.4-2確定。當(dāng)間隙距離為3.3m～6.0m時，操作沖擊的50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.42。間隙距離為4.4m～6.0m時，雷電沖擊的50％放電電壓可按式(F.0.4-1)計算：
圖F.0.4-2 750kV線路邊相Ⅰ串6分裂導(dǎo)線對塔柱空氣間隙的50％放電電壓
3 750kV線路拉V塔和酒杯塔中相V串6分裂導(dǎo)線對桿塔橫擔(dān)空氣間隙的50％放電電壓可按圖F.0.4-3確定。當(dāng)間隙距離為4.4m～6.6m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.2。當(dāng)間隙距離為3.3m～5.5m時，雷電沖擊50％放電電壓可按式(F.0.4-2)計算：
圖F.0.4-3 750kV線路中相V串6分裂導(dǎo)線對桿塔空氣間隙的50％放電電壓
4 750kV同雙回線路空氣間隙的工頻50％放電電壓可按圖F.0.4-4確定，操作沖擊50％放電電壓可按圖F.0.4-5確定，雷電沖擊50％放電電壓可按圖F.0.4-6確定。
圖F.0.4-4 750kV同雙回線路空氣間隙的工頻50％放電電壓
1-中相；2-下相
圖F.0.4-5 750kV同雙回線路空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
1-中相波前時間800μs；2-中相波前時間250μs；3-下相波前時間250μs
圖F.0.4-6 750kV同雙回線路空氣間隙的雷電沖擊50％放電電壓
1-中相；2-下相
5 750kV變電站空氣間隙放電電壓：
1)750kV變電站導(dǎo)線對人字架空氣間隙的50％放電電壓可按圖F.0.4-7確定。當(dāng)間隙距離為3.5m～6.3m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.23。當(dāng)間隙距離為4.3m～5.5m時，雷電沖擊50％放電電壓可按式(F.0.4-3)計算：
圖F.0.4-7 750kV變電站導(dǎo)線對人字架空氣間隙的50％放電電壓
2)750kV變電站導(dǎo)線對構(gòu)架橫梁空氣間隙的50％放電電壓可按圖F.0.4-8確定。當(dāng)間隙距離為4.0m～6.3m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.42。當(dāng)間隙距離為3.3m～5.5m時，雷電沖擊50％放電電壓可按式(F.0.4-4)計算：
圖F.0.4-8 750kV變電站導(dǎo)線對構(gòu)架橫梁空氣間隙的50％放電電壓
3)750kV變電站均壓環(huán)對人字架空氣間隙的50％放電電壓可按圖F.0.4-9確定。當(dāng)間隙距離為4.1m～7.1m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.12。當(dāng)間隙距離為4.0m～6.3m時，雷電沖擊50％放電電壓可按式(F.0.4-5)計算：
圖F.0.4-9 750kV變電站均壓環(huán)對人字架空氣間隙50％放電電壓
4)750kV變電站均壓環(huán)相間空氣間隙的操作沖擊電壓(α＝0.4)50％放電電壓可按圖F.0.4-10確定。當(dāng)間隙距離為3.0m～4.0m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.76。
圖F.0.4-10 750kV變電站均壓環(huán)相間空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
5)750kV變電站3分裂導(dǎo)線相間空氣間隙的操作沖擊電壓(α＝0.4)50％放電電壓可按圖F.0.4-11確定。當(dāng)間隙距離為3.0m～4.0m時，操作沖擊50％放電電壓的間隙系數(shù)可取1.50。
圖F.0.4-11 750kV變電站3分裂導(dǎo)線相間空氣間隙的操作沖擊50％放電電壓
