1范围及引用的现行标准
1.1范围
本导则是执行GB311.1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GB311.1相对应本导则按额定电压分下列两个范围论述
a.3220kV
b.330500kV
1.2引用标准
GB311.1高压输变电设备的绝缘配合
GB311.2高电压试验技术第一部分一般试验条件和要求
GB311.3高电压试验技术第二部分试验程序
GB311.4高电压试验技术第三部分测量装置
GB4876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
GB5582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GB311.1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过电压和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
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.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)的选择很重要
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
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谐振引起的暂时过电压
谐振可能是线性的也可能是非线性的这里非线性谐振是指铁磁谐振
仅当系统中有故障或非全相操作且参数又匹配时线性谐振才有可能发生
例如在架空线电缆的系统内单相接地后由故障点望入系统的零序电抗X0正序电抗X1满足X0+2X1=0非全相操作时由开关断口望入系统的零序电抗X0正序电抗X1满足X0+2X1=0(单相合闸)或2X0+X1=0(单相开断)非线性谐振时其谐振频率可能是电源频率(基频谐振)或其分数(分次谐波谐振)或
其一定的倍数(偶次或奇次谐波谐振)
在有大电容元件(如串联补偿电容器电缆等)和具有非线性磁化特性的电感元件(如变压器等)的回路内由于操作或负载突变可能激发起不同类型的非线性谐振过电压其持续时间与激发的起因回路本身的特性有关或者是稳定的或仅持续一定时间此类过电压出现的情况较为繁杂在本导则中只能扼要说明一些最典型的例子
2.3.3.1基频铁磁谐振
例如在