11防雷及过电压保护

* 工频运行电压下电气装置外绝缘的爬电距离应符合相应环境污秽分 级条件下的爬电比距要求。
* 变电所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。 （3）操作过电压下的绝缘配合
* 架空线路和变电所绝缘子串、空气间隙的操作过电压要求的绝缘水 平，以计算用最大操作过电压为基础进行绝缘配合。将绝缘强度作为随 机变量处理。
操作过电压保护 （续）
（4）操作空载变压器和并联电抗器等的过电压 1) 开断空载变压器由于断路器强制熄弧（截流）产生的过电压，与断路
器型式、变压器铁芯材料、绕组型式、回路元件参数和系统接地方式 等有关。
当开断具有冷轧硅钢片铁芯的空载变压器时，过电压一般不超过 2.0p.u.，可不采取保护措施。
开断具有热轧硅钢片铁芯的110kV变压器的过电压一般不超过 3.0p.u.；66kV及以下变压器一般不超过4.0p.u.。
11.1.4 绝缘配合
1114.1 绝缘配合原则 （1）绝缘配合：是按系统中出现的各种电压和保护装置的特性来确定设
备的绝缘水平。 原则要求：把各种过电压所引起的设备损害和影响连续运行的概率，
降低到经济上和技术上能接受的水平。（工程造价、维修费用、故障损 失） （2）工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合
* 3~66kV非有效接地系统，应采用性能良好的设备并提高运行维护水平。
* 适当选择消弧线圈的脱谐度，无消弧线圈时增大系统对地电容，以防 传递过电压。
11.2.3 操作过电压保护
（1） 线路合闸和重合闸过电压
110kV及以下系统的线路合闸和重合闸过电压一般不超过3.0p.u.，通 常无需采取限制措施。
相对地：110kV（有效接地系统）
3.0 p.u.
66 kV及以下（除低电阻接地系统外） 4.0 p.u.
35 kV及以下（低电阻接地系统） 3.2 p.u.
相间：3kV～110 kV系统相间操作过电压宜取相对地过电压的1.3～ 1.4倍。
当采用金属氧化物避雷器限制操作过电压时，相对地及相间计算用 最大操作过电压的标幺值需经研究确定。
* 当需用避雷器限制某些操作过电压的场合，则以避雷器的相应保护 水平为基础进行绝缘配合，（对操作冲击的配合系数一般取≥1.15）。
110kV及以下电气装置承受暂时过电压及操作过电压的作用，以电气 设备的短时（1min）工频耐受电压来表征。
绝缘配合 （续）
（4）雷电过电压下的绝缘配合
变电所中电气设备、绝缘子串和空气间隙的雷电冲击强度，以避 雷器雷电保护水平为基础进行配合，雷电过电压的配合系数取≥1.4。
11.1.3 电力系统过电压水平
1113.1 工频过电压的允许水平
110kV及以下电力系统的工频过电压一般不超过下列数值：
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110kV系统
1.3 p.u.
35kV～66 kV系统 √3 p.u.
3kV～10 kV系统
1.1√3 p.u.
1113.2 操作过电压的允许水平
目前，在选择配电装置及电气设备绝缘水平时，计算用最大操作过 电压水平为：
雷电过电压下电气设备的绝缘强度，以电气设备的额定雷电冲击 耐受电压来表征。 （5）绝缘配合的波形
* 操作冲击电压波：至最大值时间250μs,波尾2500 μs。 * 雷电冲击电压波：波头1.2μs，波尾50μs。 * 雷电流幅值一般不超过100kA,我国一般地区雷电流幅值超过I 的 概率P为lgP＝－ I /88，年雷暴日数 ≤ 20的地区，分母可取44。 （5）110kV及以下电气装置一般由雷电过电压决定绝缘水平。 （7）高海拔地区（＞1000m）的电气装置外绝缘爬电距离和空气间 隙，应按海拔进行校正。可采取加强绝缘或选用高原型电器。 1114.2 绝缘配合要求 海拔不超过1000m地区的绝缘配合计算结果见表11-1-1、11-1-3、 11-1-4和11-1-5。
（2） 空载线路分闸过电压
* 110kV开断架空线路，该过电压不超过3.0p.u.；开断电缆线路，可 能超过3.0p.u.。
开断空载架空线路宜采用不重击穿的断路器；开断电缆线路应该采用 不重击穿的断路器。
* 66kV及以下系统中，开断空载线路断路器发生重击穿的过电压一 般不超过3.5p.u.；开断前系统已有单相接地故障，使用一般断路器 操作时产生的过电压可能大于4.0p.u.。为此，选用操作断路器时， 应使其开断空载线路过电压不超过4.0p.u.。
* 经验算如断路器操作中因操动机构故障出现非全相或严重不同期所产 生的铁磁谐振过电压，可能危及中性点为标准分级绝缘、运行时中性点 不接地的110kV变压器的中性点绝缘时，宜在中性点装设间隙。
* 3~66kV电磁式电压互感器：应选用饱和点较高者；其高压绕组中性点 尽可能不接地，或经电阻接地（10kV及以下者）；在三角形开口绕组装 设电阻；装设消谐器。
采用熄弧性能较强的断路器开断激磁电流较大的变压器以及并联电 抗补偿装置产生的高幅值过电压，可在断路器的非电源侧装设阀式避 雷器加以限制。保护变压器的避雷器可装在其高压侧或低压侧。但高、 低压侧系统接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低 的避雷器。 2）在可能只带一条线路运行的变压器中性点消弧线圈上，宜用阀式避 雷器限制切除最后一条线路两相接地故障时，强制开断消弧线圈电流 在其上产生的过电压。 3）空载变压器和并联电抗补偿装置合闸产生的操作过电压一般不超过 2.0p.u.，可不采取保护措施。
11.2 过电压保护设计要求及限制措施
11.2.2 暂时过电压保护
1122.1 工频过电压：110kV及以下电力网不需要采取专门措施。
对可能偶然形成局部不接地系统、低压侧有电源的110kV变压器不接地 的中心点，应装设间隙。
1122.2 谐振过电压：基本原则是避免出现谐振的条件。
* 110kV系统采用带均压电容的断路器开断连接有电磁式电压互感器的 空载母线，经验算有可能产生铁磁谐振时，宜选用电容式电压互感器。
（3 ） 3～66kV系统开断并联电容补偿装置如断路器发生单相重击穿 时，电容器高压端对地过电压可能超过4.0p.u.。开断前电源侧有单 相接地故障时，该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿，电容器 极间过电压可能超过电容器的额定电压的3.54倍。
操作并联电容补偿装置，应采用开断时不重击穿的断路器。对于 需频繁投切的补偿装置，宜装设并联电容补偿装置金属氧化物避雷器。