SDJ7—79电力设备过电压保护设计技术规程

器可将过电压倍数限制到2.5～3.0；如磁吹避雷器的通流能力满足电容器组释放储能的要求，也可用磁吹避雷器限制这种过电压。

第6条 切断空载变压器或电抗器时，由于断路器强制熄弧产生的过电压应根据断路器结构、回路参数、中性点接地方式、变压器的接线和构造等因素确定。在中性点直接接地的电力网中，断开110～330kV空载变压器时的过电压，一般不超过3.0Uxg；在中性点非直接接地的35～154kV电力网中，一般不超过4.0 Uxg。

采用灭弧性能较强又无并联电阻的断路器断开励磁电流标么值较大的空载变压器时，所产生的高幅值过电压，可装设并联电阻予以限制。也可在断路器与变压器间装设阀型避雷器。避雷器可在低压侧或高压侧，但如高低压电力网中性点接地方式不同，低压侧宜采用磁吹避雷器。

断开高压变压器—电弧炉组时，电流迅速截断产生的过电压，应用阀型避雷器加以限制。

在可能只带一条线路运行的变压器的中性点消弧线圈上，宜用阀型避雷器限制切除最后一条线路两相接地故障时，强迫断开消弧线圈电感电流在消弧线圈上产生的过电压。

为限制内过电压装设的避雷器，在变压器等被保护设备运行中不得断开。 空载变压器突然合闸时的过电压，一般小于2.0Uxg，可不采取保护措施。

第7条 在中性点不接地的电力网中，线路和变电所的正常绝缘应能承受间歇性电弧接地引起的过电压。间歇性电弧接地过电压一般不超过3.0Uxg，个别可达3.5Uxg。

策8条 各级电压的电力网均应采取措施，防止在电力系统操作或故障情况下，由于电力网参数的不利组合引起的铁磁谐振过电压。铁磁谐振过电压一般不超过1.5～2.5Uxg，个别达3.5Uxg以上。谐振过电压持续时间长，不能用避雷器限制。中性点非直接接地的电力网应防止下列情况下产生的铁磁谐振过电压： 变压器供电给接有电磁式电压互感器的空载母线或空载短线； 配电变压器高压绕组对地短路；

用电磁式电压互感器在高压侧进行双电源的定相；

送电线路一相断线后一端接地以及断路器的非同期动作、熔断器的非全相熔断。

为防止铁磁谐振过电压，应充分考虑电力网各种可能的运行方式和操作方式、改变电力网中感抗和容抗的比值、保证断路器三相同期动作，以避免形成铁磁谐振过电压的条件。中性点非直接接地的电力网中，可选取下列防止过电压的措施：

一、选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或采用电容式电压互感器。

二、在电磁式电压互感器的开口三角绕组中，一般装设R≤0.4Xm的电阻(Xm为互感器在线电压作用下单相绕组的励磁电抗)，在35kV及以下电力网中，一般R＜100Ω，也可用220V500W的白炽灯泡固定装在35kV及以下电压互感器的开口三角绕组中在中性点位移超过一定电压值时，可用零序过电压继电器将电阻短时投入 1min，然后再自动切除。

三、个别情况下，在10kV及以下的母线上，可装设一中性点接地的星形接线电容器组，或用一段电缆代替架空线，减小对地容抗Xco，使(Xco／Xm)＜0.01。

四、选择消弧线圈的安装位置时，应尽量避免有使电力网的一部分失去消弧线圈运行的可能性。 五、采取临时切换措施，如投入事先规定好的某些线路或设备等。 六、特殊情况下，可改为中性点瞬间经电阻接地或直接接地。

中性点直接接地的电力网，在各种情况下，应尽量避免形成中性点不接地的电力网。

第9条 在电力系统中，应采取措施防止发电机或变压器的电感参数周期性变化引起的参数谐振过电压。

可用快速励磁自动调节器限制由于电机电感参数的周期性变化产生的同步自励过电压；用速动过电压继电保护断开发电机，消除可能产生的异步自励过电压。在发电机容量小于空载线路的充电功率，或线路中有串联补偿装置的情况下，发电机全电压合闸或逐步升压起动过程中产生的参数谐振过电压，一般可采取下列措施予以限制：

一、使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。

二、避免发电机带空载线路起动或避免以全电压向空载线路合闸。

三、装设并联电抗器，使线路等值容抗大于电机直轴电抗与变压器漏抗之和。

在自振频率小于且接近于100Hz的中性点直接接地的电力网中，应避免在只带空载线路的变压器的低压侧合闸，以防止由于变压器电感周期性变化在高压空载或轻载线路中引起幅值较高的以二次谐波为主的谐振过电压。

第10条 电力网应采取措施，使其有关参数避开共振条件，并在水轮发电机转子上装设阻尼绕组，以防止或限制水轮发电机不对称短路或负荷严重不平衡产生的谐振过电压。

第11条 电力网应限制由于断路器非全相分合闸、非同期动作、熔断器非全相动作在中性点不接地的变压器上产生的内过电压。有单侧电源的变压器从电源侧非全相分合闸，如变压器的励磁电感与对地电容产生铁磁谐振，能产生2～3Ucg的过电压；有双侧电源的变压器在非全相分合闸时，由于两侧电源的不同步在变压器中性点上可出现接近于2倍的工频相电压，如产生铁磁谐振，会出现更高的过电压。在这种情况下，应采取改进断路器的性能、消除谐振条件等措施，以防止谐振过电压击穿中性点不接地的分级绝缘的中性点绝缘和引起其中性点避雷器爆炸。也可在中性点装设高值阻尼电阻限制过电压，阻尼电阻按变压器的励磁电感和对地电容确定。

注：有单侧电源的变压器，如另一侧带有调相机或较大的同步电动机，也类似于有双侧电源的情况。 第12条 有消弧线圈的较低电压电力网，应适当选择消弧线圈的脱谐度，以便避开谐振点；无消弧线圈的较低电压电力网，应采取增大其对地电容等的措施，如安装电力电容器等，以防止零序电压通过电容(变压器绕组间或两条电力线路间)耦合，由较高电压电力网传递到中性点非直接接地的较低电压电力网，或由较低电压电力网传递到较高电压电力网，或回路参数形成串联谐振条件，产生高幅值的转移过电压。 第13条 确定电力网内过电压的幅值和选择避雷器的灭弧电压，应考虑空载线路的电容效应、电力系统单相接地和突然失去负荷引起的工频过电压。一般不考虑同时出现的三种过电压均为最严重情况。 在220kV及以下的电力网中，一般不采取特殊措施限制工频过电压。 在330kV电力网中，可采用并联电抗器和速动继电保护等将出现大气过电压或操作过电压时的工频过电压限制在1.3～1.4Uxg以下。

第14条 在距电力线路S＞65m处，雷云对地放电时，在电力线路的导线上产生的感应过电压最大值可按下式计算：

(1)

式中 Ug——感应过电压最大值，只在极少情况下达到500～600kV； I——雷电流幅值，kA； hd——导线平均高度，m；

S——雷击点与线路的距离，m。

在设计中，一般计入雷击点自然接地电阻的作用，最大电流采用I≤100kA。

雷击于杆塔顶部以及电力线路上的或其附近的避雷针、避雷线时，在电力线路导线上感应的过电压幅值可按附录一(F-6)式计算。

第15条 雷电流幅值概率曲线见图1。雷电流幅值超过I的概率也可按下式求得：

(2)

式中 P——雷电流幅值概率； I——雷电流幅值，kA。

在线路防雷设计中，雷电流波头长度一般取2.6μs，波头形状取斜角形；在设计特殊高塔时，可取半

余弦波形，其最大陡度与平均陡度之比为

。

第16条 电力线路的雷击跳闸率应按下列方法确定：

一、每年40雷日的中等雷电活动强度地区，一般高度电力线路遭受雷击的次数可按下式计算：

(3)

式中 N——线路雷击次数，次／(100km·40雷日)； h——避雷线或导线的平均高度，m；

——地面落雷密度，即每一雷日、每平方公里对地落雷次数。 在一般情况下，

可取0.015，此时

N＝0.6h (4)

图1 我国雷电流幅值概率曲线

注：陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区等(这类地区的年平均雷暴日数一般在20及以下)雷电流幅值较小，可由给定的概率按图查出雷电流幅值后减半。

年平均雷暴日数一般根据当地气象台的资料并参照全国年平均雷暴日数分布图(见附录十三)确定。 二、击杆率(g)与避雷线根数和地形有关，一般采用表1所列数值。

表1 击杆率g

地形 平原 山丘 避雷线根数 0 1/2 — 1 1/4 1/3 2 1/6 1/4 三、在中性点非直接接地的电力网中，一般高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路的雷击跳闸率可按下式计算：

（5）

式中 n——雷击跳闸率，次／(100km·40雷日)；

——上导线平均高度，m；

?——建弧率，见附录五；

P——雷击使线路一相导线与杆塔间放电后再向第二相导线反击时耐雷水平为I，超过I的雷电流概率。

四、在中性点直接接地的电力网中，一般高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路的雷击跳闸率可按下式计算：

(6)

式中 g——无避雷线线路的击杆率，见表1；

P1——超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率； P2——超过雷击导线时耐雷水平的雷电流概率。

五、一般高度有避雷线线路的雷击跳闸率可按下式计算：

(7)

式中

——避雷线平均高度，m；

g——击杆率；

P1——超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率；

——绕击率，见附录四；

P2——超过雷绕击时耐雷水平的雷电流概率；

P3——雷击档距中央的避雷线时，超过耐雷水平的雷电流概率，其值一般可不予计算； ?——建弧率，见附录五。

有关线路防雷计算的方法和参数可参照附录一、附录三、附录六、附录七。送电线路常用杆塔的耐雷水平和耐雷指标见附录八。

选择电力线路路径和发电厂厂址、变电所所址时，宜避开易击区，否则应加强防雷措施。 第17条 电力线路、发电厂、变电所的绝缘配合应符合下列要求： 一、绝缘配合原则：

220kV及以下的线路和变电所的绝缘，在一般情况下应能耐受通常出现的内过电压。按外过电压选择变电所的绝缘时，应以阀型避雷器的残压为基础。

对330kV线路和变电所的绝缘，应采取限制内过电压的措施，如采用并联电抗器、装有中值或低值电阻的断路器和磁吹避雷器。按外过电压选择变电所的绝缘时，应以磁吹避雷器的残压为基础。 谐振过电压通常会损坏设备的绝缘，应避开出现谐振过电压的条件。

线路绝缘和变电所自恢复绝缘可按惯用法或统计法选定。非自恢复绝缘应按惯用法选定。

在一般情况下，防雷设计中不考虑变电所和线路绝缘间的相互配合问题，但绝缘水平超过标准很多的线路，如未沿全线架设避雷线的木杆线路、钢筋混凝土杆木横担线路和降低电压运行的线路，宜在进线段首端装设符合运行电压等级的管型避雷器。

二、在非污秽区，线路每串绝缘子的个数一般按运行电压所要求的泄漏距离选定。每串绝缘子个数应符合下式要求

(8)

式中 m——每串绝缘子的个数； Ue——额定电压，kV；

?——每个绝缘子的泄漏距离，cm。

m值还应按内过电压进行验算。验算时每串绝缘子—般须扣去预留的零值绝缘子：35～220kV，直线杆1个，耐张杆2个；330kV直线杆1～2个，耐张杆2～3个。扣去零值绝缘子后，其工频湿闪电压或操作冲击波50％湿闪电压应符合下列要求

(9)

式中 Ush——工频湿闪电压、操作波湿闪电压峰值，kV； K0——内过电压倍数；