A0008第二初對上00141#DLT620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合71

2-2

中華人民共和國電力行業(yè)標準

DL/T62O-1997

交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合

Overvoltageprotectionandinsulationcoordinationfor

ACelectricalinstallations

交

1范圍

流

本標準規(guī)定了標稱電壓為3kV?500kV交流系統(tǒng)中電氣裝置過電壓保護的方法和要求；

電

提供了相對地、相間絕緣耐受電壓或平均(50%)放電電壓的選擇程序，并給出了電氣設備通

常選用的耐受電壓和架空送電線路與高壓配電裝置的絕緣子、空氣間隙的推薦值。氣

裝

2定義本標準采用下列定義。

置

2.1電阻接地系統(tǒng)Resistancegroundedsystem

的

系統(tǒng)中至少有一根導線或一點(通常是變壓器或發(fā)電機的中性線或中性點)經(jīng)過電阻接

地。過

注電

1高電阻接地的系統(tǒng)設計應符合R0WXC0的準則，以限制由于電弧接地故障產(chǎn)生的瞬態(tài)壓

過電壓。一般采用接地故障電流小于10A。R0是系統(tǒng)等值零序電阻，XC0是系統(tǒng)每相的對

保

地分布容抗。

護

2低電阻接地的系統(tǒng)為獲得快速選擇性繼電保護所需的足夠電流，一般采用接地故障電

流為100A-1000A,對于一般系統(tǒng)，限制瞬態(tài)過電壓的準則是(R0/X0)22。其中X0是系和

統(tǒng)等值零序感抗。絕

2.2少雷區(qū)lessthunderstormregion緣

平均年雷暴II數(shù)不超過15的地區(qū)。

配

2.3中雷區(qū)middlethunderstormregion

合

平均年雷暴日數(shù)超過15但不超過40的地區(qū)。

2.4多雷區(qū)morethunderstormregion

平均年雷暴日數(shù)超過40但不超過90的地區(qū)。

2.5雷電活動特殊強烈地區(qū)Thunderstormactivityspecialstrongregion

平均年雷暴日數(shù)超過90的地區(qū)及根據(jù)運行經(jīng)驗雷害特殊嚴重的地區(qū)。

3系統(tǒng)接地方式和運行中出現(xiàn)的各種電壓

3.1系統(tǒng)接地方式

3.1.1110kV-5(X)kV系統(tǒng)應該采用有效接地方式，即系統(tǒng)在各種條件下應該使零序與正序電

抗之比(X0/X1)為正值并且不大于3,而其零序電阻與正序電抗之比(R0/X1)為正值并且不大

于1。

110kV及220kV系統(tǒng)中變壓器中性點直接或經(jīng)低阻抗接地,部分變壓器中性點也可不接地。

33OkV及500kV系統(tǒng)中不允許變壓器中性點不接地運行。

3.1.23kV?10kV不直接連接發(fā)電機的系統(tǒng)和35kV、66kV系統(tǒng)，當單相接地故障電容電流不超

過下列數(shù)值時，應采用不接地方式；當超過下列數(shù)值又需在接地故障條件下運行時，應采用消

弧線圈接地方式：

a)3kV-10kV鋼筋混凝土或金屬桿塔的架空線路構成的系統(tǒng)和所有35kV、66kV系統(tǒng)，10A。

b)3kV-10kV非鋼筋混凝土或非金屬桿塔的架空線路構成的系統(tǒng)，當電壓為：

l)3kV和6kV時,30A；

2)I0kV時，20A?

c)3kV~10kV電纜線路構成的系統(tǒng)，30A。

3.1.33kV?20kV具有發(fā)電機的系統(tǒng)，發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生單相接地故障不要求瞬時切機時，如單相

接地故障電容電流不大于表1所示允許值時，應采用不接地方式；大DL/T620-I997于該允許

值時，應采用消弧線圈接地方式，且故障點殘余電流也不得大于該允許值?消弧線圈可裝在廠

用變壓器中性點上，也可裝在發(fā)電機中性點上。

表1發(fā)電機接地故障電流允許值

發(fā)電機額定電壓發(fā)電機額定容量電流允許值發(fā)電機額定電壓發(fā)電機額定容量電流允許值

kVMWAkVMWA

6.3W50413.8?15.75125?2002

10.550?100318?2023001

注：對額定電壓為13.8kV?15.75kV的氫冷發(fā)電機為2.5A。

發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生單相接地故障要求瞬時切機時，宜采用高電阻接地方式。電阻器一般接在

發(fā)電機中性點變壓器的二次繞組上。

3.1.46kV?35kV主要由電纜線路構成的送、配電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較大時，可采用

低電阻接地方式，但應考慮供電可靠性要求、故障時瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電流對電氣設備的影響、

對通信的影響和繼電保護技術要求以及本地的運行經(jīng)驗等。

3.1.56kV和10kV配電系統(tǒng)以及發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較小時，為防止諧

振、間歇性電弧接地過電壓等對設備的損害，可采用高電阻接地方式。

3.1.6消弧線圈的應用

a)消弧線圈接地系統(tǒng)，在正常運行情況下，中性點的長時間電壓位移不應超過系統(tǒng)標稱相

電壓的15%?

b)消弧線圈接地系統(tǒng)故障點的殘余電流不宜超過10A,必要時可將系統(tǒng)分區(qū)運行。消弧線

圈宜采用過補償運行方式。

c)消弧線圈的容量應根據(jù)系統(tǒng)5?10年的發(fā)展規(guī)劃確定，并應按下式計算：

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DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

式中：W——消弧線圈的容量，kVA;

IC——接地電容電流，A；

Un——系統(tǒng)標稱電壓，kVo

d）系統(tǒng)中消弧線圈裝設地點應符合下列要求：

1）應保證系統(tǒng)在任何運行方式下，斷開一、二回線路時;大部分不致失去補償。

2）不宜將多臺消弧線圈集中安裝在系統(tǒng)中的一處。

3）消弧線圈宜接于YN,d或YN,yn,d接線的變壓器中性點上，也可接在ZN,yn接線

的變壓器中性點上。

接于YN,d接線的雙繞組或YN,yn,d接線的三繞組變壓器中性點上的消弧線圈容量，不

應超過變壓器三相總容量的50%,并不得大于三繞組變壓器的任一繞組的容量。

如需將消弧線圈接于YN,yn接線的變壓器中性點，消弧線圈的容量不應超過變壓器三相總

容量的20%,但不應將消弧圈接于零序磁通經(jīng)鐵芯閉路的YN,yn接線的變壓器，如外鐵型變

壓器或三臺單相變壓器組成的變壓器組。

4）如變壓器無中性點或中性點未引出，應裝設專用接地變壓器，其容量應與消弧線圈的容

量相配合。

3.2系統(tǒng)運行中出現(xiàn)于設備絕緣上的電壓

3.2.1系統(tǒng)運行中出現(xiàn)于設備絕緣上的電壓有：

a）正常運行時的工頻電壓；

b）暫忖過電壓（工頻過電壓、諧振過電壓）；

c）操作過電壓；

d）雷電過電壓。

3.2.2相對地暫時過電壓和操作過電壓的標么值如下：

a）工頻過電壓的1.0p1=U,“/g。

b）諧振過電壓和操作過電壓的1.Op”.=?:。

注：Um為系統(tǒng)最圖電壓。

3.2.3系統(tǒng)最高電壓的范圍：

a）范圍I,3.6kVWUmI252kV；

b）范圍H,Um=>252kVo

4暫時過電壓、操作過電壓及保護

4.1暫時過電壓（工頻過電壓、諧振過電壓）及保護

4.1.1工頻過電壓、諧振過電壓與系統(tǒng)結構、容量、參數(shù)、運行方式以及各種安全自動裝置的特

性有關。工頻過電壓、諧振過電壓除增大絕緣承受電壓外，還對選擇過電壓保護裝置有重要影

響。

a）系統(tǒng)中的工頻過電壓一般由線路空載、接地故障和甩負荷等引起。對范圍I1的工頻過電

壓，在設計時應結合實際條件加以預測。根據(jù)這類系統(tǒng)的特點，有時需綜合考慮這幾種因素的

影響。

通?？扇≌Ｋ碗姞顟B(tài)下甩負荷和在線路受端有單相接地故障情況下甩負荷作為確定系統(tǒng)

工頻過電壓的條件。

對工頻過電壓應采取措施加以降低。一般主要采用在線路上安裝并聯(lián)電抗器的措施限制工

頻過電壓。在線路上架設良導體避雷線降低工頻過電壓時，宜通過技術經(jīng)濟比較加以確定。系

統(tǒng)的工頻過電壓水平一般不宜超過下列數(shù)值：

線路斷路器的變電所側1.3p.u.

線路斷路器的線路側L4p.u.

b）對范圍I中的llOkV及220kV系統(tǒng)，工頻過電壓一般不超過1.3p.u.；3kV?10kV和35kV?

66kV系統(tǒng)，一般分別不超過1.1逝。刀和MDM

應避免在llOkV及22OkV有效接地系統(tǒng)中偶然形成局部不接地系統(tǒng)，并產(chǎn)生較高的工頻過

電壓。對可能形成這種局部系統(tǒng)、低壓側有電源的llOkV及220kV變壓器不接地的中性點應裝

設間隙。因接地故障形成局部不接地系統(tǒng)時該間隙應動作；系統(tǒng)以有效接地方式運行發(fā)生單相

接地故障時間隙不應動作。間隙距離的選擇除應滿足這兩項要求外，還應兼顧雷電過電壓下保

護變壓器中性點標準分級絕緣的要求（參見7.3.5）。

4.1.2諧振過電壓包括線性諧振和非線性（鐵磁）諧振過電壓，一般因操作或故障引起系統(tǒng)元件參

數(shù)出現(xiàn)不利組合而產(chǎn)生。應采取防止措施，避免出現(xiàn)諧振過電壓的條件；或用保護裝置限制其

幅值和持續(xù)時間。

a）為防止發(fā)電機電感參數(shù)周期性變化引起的發(fā)電機自勵磁（參數(shù)諧振）過電壓，一般可采取下

列防止措施：

1）使發(fā)電機的容量大于被投入空載線路的充電功率；

2）避免發(fā)電機帶空載線路啟動或避免以全電壓向空載線路合閘；

3）快速勵磁自動調節(jié)器可限制發(fā)電機同步自勵過電壓。發(fā)電機異步自勵過電壓，僅能用速

動過電壓繼電保護切機以限制其作用時間。

b）應該采用轉子上裝設阻尼繞組的水輪發(fā)電機，以限制水輪發(fā)電機不對稱短路或負荷嚴重

不平衡時產(chǎn)生的諧振過電壓。

4.1.3范圍II的系統(tǒng)當空載線路上接有并聯(lián)電抗器，且其零序電抗小于線路零序容抗時，如發(fā)生

非全相運行狀態(tài)（分相操動的斷路器故障或采用單相重合閘時），11］于線間電容的影響，斷開相

上可能發(fā)生諧振過電壓。

上述條件下由于并聯(lián)電抗器鐵芯的磁飽和特性，有時在斷路器操作產(chǎn)生的過渡過程激發(fā)下,

可能發(fā)生以工頻基波為主的鐵磁諧振過電壓。

在并聯(lián)電抗器的中性點與大地之間串接一接地電抗器，一般可有效地防止這種過電壓。

該接地電抗器的電抗值宜按補償并聯(lián)電抗器所接線路的相間電容選擇，同時應考慮以下因

素：

a）并聯(lián)電抗器、接地電抗器的電抗及線路容抗的實際值與設計值的變異范圍;

4

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

b）限制潛供電流的要求；

c）連接接地電抗器的并聯(lián)電抗器中性點絕緣水平。

4.1.4范圍H的系統(tǒng)中，當空載線路（或其上接有空載變壓器時）山電源變壓器斷路器合閘、重合

閘或由只帶有空載線路的變壓器低壓側合閘、帶電線路末端的空載變壓器合閘以及系統(tǒng)解列等

情況下，如山這些操作引起的過渡過程的激發(fā)使變壓器鐵芯磁飽和、電感作周期性變化，回路

等值電感在2倍工頻下的電抗與2倍工頻下線路入口容抗接近相等時，可能產(chǎn)生以2次諧波為

主的高次諧波諧振過電壓。

應盡量避免產(chǎn)生2次諧波諧振的運行方式、操作方式以及防止在故障時出現(xiàn)該種諧振的接

線；確實無法避免時，可在變電所線路繼電保護裝置內(nèi)增設過電壓速斷保護，以縮短該過電壓

的持續(xù)時間。

4.1.5范圍I的系統(tǒng)中有可能出現(xiàn)下列諧振過電壓：

a）110kV及220kV系統(tǒng)采用帶有均壓電容的斷路器開斷連接有電磁式電壓互感器的空載母

線，經(jīng)驗算有可能產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓時，宜選用電容式電壓互感器。已裝有電磁式電壓互感

器時，運行中應避免可能引起諧振的操作方式，必要時可裝設專門消除此類鐵磁諧振的裝置.

b）由單一電源側用斷路器操作中性點不接地的變壓器出現(xiàn)非全相或熔斷器非全相熔斷時，

如變壓器的勵磁電感與對地電容產(chǎn)生鐵磁諧振，能產(chǎn)生2.0p.u?3.0p.u.的過電壓；有雙側電源的

變壓器在非全相分合閘時，由于兩側電源的不同步在變壓器中性點上可出現(xiàn)接近于2.0p.u.的過

電壓，如產(chǎn)生鐵磁諧振，則會出現(xiàn)更高的過電壓。

c）經(jīng)驗算如斷路器操作中因操動機構故障出現(xiàn)非全相或嚴重不同期時產(chǎn)生的鐵磁諧振過電

壓可能危及中性點為標準分級絕緣、運行時中性點不接地的110kV及220kV變壓器的中性點絕

緣，宜在中性點裝設間隙，對該間隙的要求與4.1.1b）同。在操作過程中，應先將變壓器中性點

臨時接地。

有單側電源的變壓器，如另一側帶有同期調相機或較大的同步電動機，也類似有雙側電源

的情況。

d）3kV?66kV不接地系統(tǒng)或消弧線圈接地系統(tǒng)偶然脫離消弧線圈的部分，當連接有中性點

接地的電磁式電壓互感器的空載母線（其上帶或不帶空載短線路），因合閘充電或在運行時接地

故障消除等原因的激發(fā)，使電壓互感器過飽和則可能產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。為限制這類過電壓,

可選取下列措施：

1）選用勵磁特性飽和點較高的電磁式電壓互感器。

2）減少同?系統(tǒng)中電壓互感器中性點接地的數(shù)量，除電源側電壓互感器高壓繞組中性點接

地外，其它電壓互感器中性點盡可能不接地。

3）個別情況下，在10kV及以下的母線上裝設中性點接地的星形接線電容器組或用一段電

纜代替架空線路以減少Xco，使XCo<O.01Xmo

注：Xm為電壓互感器在線電壓作用下單相繞組的勵磁電抗。

4）在互感器的開口三角形繞組裝設RA40.4（X〃7/K［）的電阻（&3為互感器一次繞組與開

口三角形繞組的變比）或裝設其它專門消除此類鐵磁諧振的裝置。

5）10kV及以下互感器高壓繞組中性點經(jīng)Rp.n20.06Xm（容量大于600W）的電阻接地。

4.L63kV?66kV不接地及消弧線圈接地系統(tǒng)，應采用性能良好的設備并提高運行維護水平，以

避免在下述條件下產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓：

a）配電變壓器高壓繞組對地短路；

b）送電線路一相斷線且一端接地或不接地。

4.1.7有消弧線圈的較低電壓系統(tǒng)，應適當選擇消弧線圈的脫諧度，以便避開諧振點；無消弧線

圈的較低電壓系統(tǒng)，應采取增大其對地電容等措施（如安裝電力電容器等），以防止零序電壓通

過電容，如變壓器繞組間或兩條架空線路間的電容耦合，由較高電壓系統(tǒng)傳遞到中性點不接地

的較低電壓系統(tǒng)，或由較低電壓系統(tǒng)傳遞到較高電壓系統(tǒng)，或回路參數(shù)形成串聯(lián)諧振條件，產(chǎn)

生高幅值的轉移過電壓。

4.2操作過電壓及保護

421線路合閘和重合閘過電壓。空載線路合閘時，由于線路電感一電容的振蕩將產(chǎn)生合閘過電

壓。線路重合時，由于電源電勢較高以及線路上殘余電荷的存在，加劇了這一電磁振蕩過程，

使過電壓進一步提高。a）范圍H中，線路合閘和重合閘過電壓對系統(tǒng)中設備絕緣配合有重要影

響，應該結合系統(tǒng)條件預測空裁線路合閘、單相重合閘和成功、非成功的三相重合閘（如運行中

使用時）的相對地和相間過電壓。

預測這類操作過電壓的條件如下：

1）對于發(fā)電機一變壓器一線路單元接線的空載線路合閘，線路合閘后，電源母線電壓為系

統(tǒng)最高電壓；對于變電所出線則為相應運行方式下的實際母線電壓。

2）成功的三相重合閘前，線路受端曾發(fā)生單相接地故障；非成功的三相重合閘時，線路受

端有單相接地故障。

b）空載線路合閘、單相重合閘和成功的三相重合閘（如運行中使用時），在線路上產(chǎn)生的相對

地統(tǒng)計過電壓，對330kV和500kV系統(tǒng)分別不宜大于2.2p.u.和2.0p.u.0

c）限制這類過電壓的最有效措施是在斷路器上安裝合閘電阻。對范圍H,當系統(tǒng)的工頻過

電壓符合4.1.1要求且符合以下參考條件時，可僅用安裝于線路兩端（線路斷路器的線路側）上的

金屬氧化物避雷器（MOA）將這類操作引起的線路的相對地統(tǒng)計過電壓限制到要求值以下。這些

參考條件是：

1）發(fā)電機一變壓器一線路單元接線時的參考條件見表2。

表2僅用MOA限制合閘、重合閘過電壓的條件

系統(tǒng)標稱電壓發(fā)電機容量線路長度系統(tǒng)標稱電壓發(fā)電機容量線路長度

kVMWkmkVMWkm

200<100

200<100

330500300<150

300<200

2500<200

系統(tǒng)標稱電發(fā)電機容量線路長度系統(tǒng)標稱電壓發(fā)電機容量線路長度

壓MWkmkVMWkm

6

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

kV

200<100

200<100

330500300<150

300<200

2500<200

2）系統(tǒng)中變電所出線時的參考條件為:

330kV<200km

500kV<200km

在其他條件下，可否僅用金屬氧化物避雷器限制合閘和重合閘過電壓，需經(jīng)校驗確定。d）

范圍I的線路合閘和重合閘過電壓一般不超過3.0pu,通常無需采取限制措施。

422空載線路分閘過電壓?？蛰d線路開斷時，如斷路器發(fā)生重擊穿，將產(chǎn)生操作過電壓。

a）對范圍II的線路斷路器，應要求在電源對地電壓為1.3p.u.條件下開斷空載線路不發(fā)生重

擊穿。

b）對范圍I,UOkV及220kV開斷架空線路該過電壓不超過3.0p.u.；開斷電纜線路可能

超過3.0p.u.。為此，開斷空載架空線路宜采用不重擊穿的斷路器；開斷電纜線路應該采用

不重擊穿的斷路器。

c）對范圍I,66kV及以下系統(tǒng)中，開斷空載線路斷路器發(fā)生重擊穿時的過電壓一般不超過

3.5p.u?開斷前系統(tǒng)已有單相接地故障，使用?般斷路器操作時產(chǎn)生的過電壓可能超過4.0p.u.。

為此，選用操作斷路器時，應該使其開斷空載線路過電壓不超過4.0pu。

4.2.3線路非對稱故障分閘和振蕩解列過電壓。

系統(tǒng)送受端聯(lián)系薄弱，如線路非對稱故障導致分閘，或在系統(tǒng)振蕩狀態(tài)下解列，將產(chǎn)生線

路非對稱故障分閘或振蕩解列過電壓。

對范圍II的線路，宜對這類過電壓進行預測。預測前一過電壓的條件，可選線路受端存在

單相接地故障，分閘時線路送受端電勢功角差應按實際情況選取。

當過電壓超過421b）所列數(shù)值時，可用安裝在線路兩端的金屬氧化物避雷器加以限制。

4.2.4隔離開關操作空載母線的過電壓。隔離開關操作空載母線時，由于重擊穿將會產(chǎn)生幅值可

能超過2.0p.u.、頻率為數(shù)百千赫至兆赫的高頻振蕩過電壓。這對范圍II的電氣裝置有一定危險。

為此，宜符合以下要求：

a）隔離開關操作由敞開式配電裝置構成的變電所空載母線時的過電壓，可能使電流互感器

一次繞組進出線之間的套管閃絡放電，宜采用金屬氧化物避雷器對其加以保護。

b）隔離開關操作氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）變電所的空載母線時，會產(chǎn)生頻率更高的過

電壓，它可能對匝間絕緣裕度不高的變壓器構成危脅。為此，宜對采用的操作方式加以校核，

盡量避免可能引起危險的操作方式。

4253kV?66kV系統(tǒng)開斷并聯(lián)電容補償裝置如斷路器發(fā)生單相重擊穿時，電容器高壓端對地過

電壓可能超過4.0p.u.。開斷前電源側有單相接地故障時，該過電壓將更高。開斷時如發(fā)生兩相

重擊穿，電容器極間過電壓可能超過2.5庖“c°

圖1并聯(lián)電容補償裝置的避擊器保護接線

（a）單相重擊穿過電壓的保護接線；

（b）單、兩相重擊穿過電壓的保護接線

操作并聯(lián)電容補償裝置，應采用開斷時不重擊穿的斷路器。對于需頻繁投切的補償裝置，

宜按圖1（a）裝設并聯(lián)電容補償裝置金屬氧化物避雷器（F1或F2）,作為限制單相重擊穿過電壓的

后備保護裝置。在電源側有單相接地故障不要求進行補償裝置開斷操作的條件下，宜采用F1。

斷路器操作頻繁且開斷時可能發(fā)生重擊穿或者合閘過程中觸頭有彈跳現(xiàn)象時，宜按圖4.1（b）裝

設并聯(lián)電容補償裝置金屬氧化物避雷器（F1及F3或F4）。F3或F4用以限制兩相重擊穿時在電

容器極間出現(xiàn)的過電壓。當并聯(lián)電容補償裝置電抗器的電抗率不低于12%時，宜采用F4。

注：Un.C為電容器的額定電壓。

4.2.6操作空載變壓器和并聯(lián)電抗器等的過電壓。

a）開斷空載變壓器由于斷路器強制熄弧（截流）產(chǎn)生的過電壓，與斷路器型式、變壓器鐵芯材

料、繞組型式、回路元件參數(shù)和系統(tǒng)接地方式等有關。

當開斷具有冷軋硅鋼片的變壓器時，過電壓?般不超過2.0pu,可不采取保護措施。

開斷具有熱軋硅鋼片鐵芯的HOkV及220kV變壓器的過電壓一般不超過3.0p.u.；66kV及

以下變壓器一般不超過4.0p.u.?

采用熄弧性能較強的斷路器開斷激磁電流較大的變壓器以及并聯(lián)電抗補償裝置產(chǎn)生的高幅

值過電壓，可在斷路器的非電源側裝設閥式避雷器加以限制。保護變壓器的避雷器可裝在其高

壓側或低壓側。但高低壓側系統(tǒng)接地方式不同時，低壓側宜裝設操作過電壓保護水平較低的避

雷器。

b）在可能只帶一條線路運行的變壓器中性點消弧線圈上，宜用閥式避雷器限制切除最后?

條線路兩相接地故障時，強制開斷消弧線圈電流在其上產(chǎn)生的過電壓。

c）空載變壓器和并聯(lián)電抗補償裝置合閘產(chǎn)生的操作過電壓一般不超過2.0pu,可不采取保

護措施。

427在開斷高壓感應電動機時，因斷路器的截流、三相同時開斷和高頻重復重擊穿等會產(chǎn)生過

電壓（后兩種僅出現(xiàn)于真空斷路器開斷時）。過電壓幅值與斷路器熄弧性能、電動機和回路元件

參數(shù)等有關。開斷空載電動機的過電壓一般不超過2.5pu。開斷起動過程中的電動機時，截流

8

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

過電壓和三相同時開斷過電壓可能超過4.0p.u.,高頻重復重擊穿過電壓可能超過5.0p.u.。采用

真空斷路器或采用的少油斷路器截流值較高時，宜在斷路器與電動機之間裝設旋轉電機金屬氧

化物避雷器或R-C阻容吸收裝置。

高壓感應電動機合閘的操作過電壓一般不超過2.0p.u?可不采取保護措施。

4.2.866kV及以下系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧接地故障時，可產(chǎn)生過電壓，過電壓的高低隨接地方

式不同而異。一般情況下最大過電壓不超過下列數(shù)值：

不接地系統(tǒng)3.5p.u.

消弧線圈接地系統(tǒng)3.2p.u.

電阻接地系統(tǒng)2.5p.u.

具有限流電抗器、電動機負荷，且設備參數(shù)配合不利的3kV?10kV某些不接地系統(tǒng)，發(fā)生

單相間歇性電弧接地故障時，可能產(chǎn)生危及設備相間或相對地絕緣的過電壓。對這種系統(tǒng)根據(jù)

負荷性質和工程的重要程度，可進行必要的過電壓預測，以確定保護方案。

4.2.9采用無間隙金屬氧化物避雷器限制各類操作過電壓時，其持續(xù)運行電壓和額定電壓不應低

于表3所列數(shù)值?避雷器應能承受操作過電壓作用的能量。

4.2.10為監(jiān)測范圍H系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的工頻過電壓、諧振過電壓和操作過電壓，宜在變電所安

裝過電壓波形或幅值的自動記錄裝置，并妥為收集實測結果。

5雷電過電壓和保護裝置

5.1雷電過電壓

5.1.1設計和運行中應考慮直接雷擊、雷電反擊和感應雷電過電壓對電氣裝置的危害。

5.1.2架空線路上的雷電過電壓。

a）距架空線路S>65m處，雷云對地放電時，線路上產(chǎn)生的感應過電壓最大值可按下式計

算：

U產(chǎn)25今⑵

式中：Uj——雷擊大地時感應過電壓最大值，kV：

I——雷電流幅值（一般不超過100）,kA；

he——導線平均高度，m；

s------雷擊點與線路的距離，rrio

線路上的感應過電壓為隨機變量，其最大值可達300kV?400kV,一般僅對35kV及以下線

路的絕緣有一定威脅。

b）雷擊架空線路導線產(chǎn)生的直擊雷過電壓，可按下式確定：

么-100/（3）

式中：Us——雷擊點過電壓最大值，kV。雷直擊導線形成的過電壓易導致線路絕緣閃絡。

架設避雷線可有效地減少雷直擊導線的概率。

c）因雷擊架空線路避雷線、桿頂形成作用于線路絕緣的雷電反擊過電壓，與雷電參數(shù)、桿

塔型式、高度和接地電阻等有關。

宜適當選取桿塔接地電阻，以減少雷電反擊過電壓的危害。

5.1.3發(fā)電廠和變壓所內(nèi)的雷電過電壓來自雷電對配電裝置的直接雷擊、反擊和架空進線上出現(xiàn)

的雷電侵入波。

a）應該采用避雷針或避雷線對高壓配電裝置進行直擊雷保護并采取措施防止反擊。

b）應該采取措施防止或減少發(fā)電廠和變電所近區(qū)線路的雷擊閃絡并在廣、所內(nèi)適當配置閥

式避雷器以減少雷電侵入波過電壓的危害。

c）按本標準要求對采用的雷電侵入波過電壓保護方案校驗時，校驗條件為保護接線?般應

該保證2km外線路導線上出現(xiàn)雷電侵入波過電壓時，不引起發(fā)電廠和變電所電氣設備絕緣損壞。

5.2避雷針和避雷線

5.2.1單支避雷針的保護范圍（圖2）：

a）避雷針在地面上的保護半徑，應按下式計算：

r=\.5hP⑷

式中：i——保護半徑，m；

h——避雷針的高度，m；

55也

P——高度影響系數(shù)，hW30m,P=l；30mVhW120m,p；當h>120m

4h

時，

取其等于120mo

b）在被保護物高度hx水平面上的保護半徑應按下列方法確定:

1）當hxN0.5h時

rx=（h-hx）P=hF（5）

式中：rx——避雷針在hx水平面上的保護半徑，m；

hx——被保護物的高度，m；

ha——避雷針的有效高度，nio

2）當hx<0.5h時

公=（1.5小2人0尸（6）

5.2.2兩支等高避雷針的保護范圍（圖3）：

a）兩針外側的保護范圍應按單支避雷針的計算方法確定。

b）兩針間的保護范圍應按通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點0的圓弧確定，圓弧的

半徑為R'0。0點為假想避雷針的頂點，其高度應按下式計算：

1()

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

圖2單支避宙針的保護范圍

（力W301n時，"=45°）

圖3高度為h的兩等高避雷針的保護范圍

圖4兩等高①）避雷針間保護范圍的一側最小寬度（久）與D/hJ>的關系

（a）D/〃ai=O?7：（b）Z）〃，aP=5~7

5.2.2兩支等高避雷針的保護范圍（圖3）：

a）兩針外側的保護范圍應按單支避雷針的計算方法確定。

b）兩針間的保護范圍應按通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點0的圓弧確定，圓弧的

半徑為R'0。。點為假想避雷針的頂點，其高度應按下式計算：

卜。⑺

ip

式中：hO——兩針間保護范圍上部邊緣最低點高度，m：

D——兩避雷針間的距離，m。

兩針間hx水平面上保護范圍的一側最小寬度應按圖4確定。當bx>rx時，取bx=rx。求

得bx后，可按圖3繪出兩針間的保護范圍。

兩針間距離與針高之比D/h不宜大于5。

5.2.3多支等高避雷針的保護范圍（圖5）：

一：、四支等四避雷針在％*水平而I的保護范圍

12

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

圖5三、四支等高避雷針在hx水平面上的保護范圍

（a）三支等高避雷針在hx水平面上的保護范圍；

（b）四支等高避雷針在hx水平面上的保護范圍

a）三支等高避雷針所形成的三角形的外側保護范圍應分別按兩支等高避雷針的計算方法確

定。如在三角形內(nèi)被保護物最大高度瓜水平面上，各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度bx

時，則全部面積受到保護。

圖6單根避出線的保護范圍

（力W30m時，"=25°）

b）四支及以上等高避雷針所形成的四角形或多角形，可先將其分成兩個或數(shù)個三角形，然

后分別按三支等高避雷針的方法計算。如各邊的保護范圍一側最小寬度bx20,則全部面積即

受到保護。

5.2.4單根避雷線在hx水平面上每側保護范圍的寬度（圖6）：

a）當兒22時

x2

人=0.47（力Jx）P（8）

式中：rx——每側保護范圍的寬度，mo

b）當兒<4時

x2

rx=（//-1.53//x）P（9）

5.2.5兩根等高平行避雷線的保護范圍（圖7）：

a）兩避雷線外側的保護范圍應按單根避雷線的計算方法確定。

b）兩避雷線間各橫截面的保護范圍應由通過兩避雷線1、2點及保護范圍邊緣最低點O的

圓弧確定。O點的高度應按下式計算：

(10)

圖7兩根平行避出線的保護范圍

式中：hO——兩避雷線間保護范圍上部邊緣最低點的高度，m；

D——兩避雷線間的距離，m；

h——避雷線的高度，m。

c）兩避宙線端部的兩側保護范圍仍按單根避雷線保護范圍計算。兩線間保護最小寬度（參見

圖3）按下列方法確定：

D當％】時

2

⑥=0.47（力o-力x）P（ID

2）當％J時

2

So—L53心P（12）

526不等高避雷針、避雷線的保護范圍（圖8）：

圖8兩支不等島避等針的保護范圍

a）兩支不等高避雷針外側的保護范圍應分別按單支避雷針的計算方法確定。

14

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

b)兩支不等高避雷針間的保護范圍應按單支避雷針的計算方法，先確定較高避雷針1的

保護范圍，然后由較低避雷針2的頂點，作水平線與避雷針1的保護范圍相交于點3,取點3

為等效避雷針的頂點，再按兩支等高避雷針的計算方法確定避雷針2和3間的保護范圍。通過

避雷針2、3頂點及保護范圍上部邊緣最低點的圓弧，其弓高應按下式計算：

D'

f=—(13)

7尸

式中：f圓弧的弓身，m；

D，——避雷針2和等效避雷針3間的距離，m。

c)對多支不等高避雷針所形成的多角形，各相鄰兩避雷針的外側保護范圍按兩支不等高避

雷針的計算方法確定；三支不等高避雷針，如在三角形內(nèi)被保護物最大高度hx水平面上，各相

鄰避雷針間保護范圍一側最小寬度bx20,則全部面積即受到保護；四支及以上不等高避雷針

所形成的多角形，其內(nèi)側保護范圍可仿照等高避雷針的方法確定。

d)兩根不等高避雷線各橫截面的保護范圍，應仿照兩支不等高避雷針的方法，按式(10)

計算。

5.2.7山地和坡地上的避雷針，由于地形、地質、氣象及雷電活動的復雜性，避雷針的保護范圍

應有所減小。避雷針的保護范圍可按式(4)?式(6)的計算結果和依圖4確定的bx等乘以系數(shù)0.75

DD'

求得；式(7)可修改為/1。=〃——；式(13)可修改為/=——o

5P5P

利用山勢設立的遠離被保護物的避雷針不得作為主要保護裝置。

5.2.8相互靠近的避雷針和避雷線的聯(lián)合保護范圍可近似按下列方法確定(圖9)：避雷針、線外

側保護范圍分別按單針、線的保護范圍確定。內(nèi)側首先將不等高針、線劃為等高針、線，然后

將等高針、線視為等高避雷線計算其保護范圍。

圖9避雷針和避宙線的聯(lián)合保護范圍

5.3閥式避雷器

5.3.1采用閥式避雷器進行雷電過電壓保護時，除旋轉電機外，對不同電壓范圍、不同系統(tǒng)接地

方式的避雷器選型如下：

a)有效接地系統(tǒng)，范圍H應該選用金屬氧化物避雷器；范圍I宜采用金屬氧化物避雷器。

b)氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)和低電阻接地系統(tǒng)應該選用金屬氧化物避雷器。

c)不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中諧振過電壓和間歇性電弧接地過

電壓等發(fā)生的可能性及其嚴重程度，可任選金屬氧化物避雷器或碳化硅普通閥式避雷器。

5.3.2旋轉電機的雷電侵入波過電壓保護，宜采用旋轉電機金屬氧化物避雷器或旋轉電機磁吹閥

式避雷器。

5.3.3有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器和碳化硅閥式避雷器的額定電壓，在般情況下應符合下列

要求：

a)110kV及220kV有效接地系統(tǒng)不低于0.8U,“

b)3kV-10kV和35kV、66kV系統(tǒng)分別不低于1.1Um和Um；3kV及以上具有發(fā)電機的系統(tǒng)

不低于l.lUm.go

注：Um?g為發(fā)電機最高運行電壓。

c)中性點避雷器的額定電壓，對3kV?20kV和35kV、66kV系統(tǒng)，分別不低于0.64Um和

0.58Um；對3kV?20kV發(fā)電機，不低于0.64Um-g。

5.3.4采用無間隙金屬氧化物避雷器作為雷電過電壓保護裝置時，應符合下列要求：

a)避雷器的持續(xù)運行電壓和額定電壓應不低于表3所列數(shù)值。

表3無間隙金屬氧化物避雷器持續(xù)運行電壓和額定電壓

持續(xù)運行電壓額定電壓

系統(tǒng)接地方式kVkV

相地中性點相地中性點

有l(wèi)lOkV0.45Um0.75Um0.57Um

效0.17U(0.57

220kV0.13U(0.45%)0.75t/m

接mmUm)

地

330kV、u0.75U(0.8

請(0.594)0.13Um0.17U

500kVm㈤m

不3kV?1.38Um：L250.8%:0.72

0.64171110alg/g

接1.1%

20kVC4g

地35kV、

1.25U0.72U

66kVUmu.電mm

1.250.72%：0.72

消弧線圈U&LmL電—6

低電阻0.8Um—um——

lAUa?1.38%;1.250.8%:0.72

高電阻1.1u；ua

mmCmgUmg

mg'

注

1220kV括號外、內(nèi)數(shù)據(jù)分別對應變壓器中性點經(jīng)接地電抗器接地和不接地。

2330kV、500kV括號外、內(nèi)數(shù)據(jù)分別與工頻過電壓l.3p.u.和1.4p.u.對應。

3220kV變壓器中性點經(jīng)接地電抗器接地和330kV、500kV變壓器或高壓并聯(lián)電抗器中性點經(jīng)接地電

16

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

抗器接地時，接地電抗器的電抗與變壓器或高壓并聯(lián)電抗器的零序電抗之比小

于等于1/3。

4110kV.220kV變壓器中性點不接地且絕緣水平低于表21所列數(shù)值時，避雷器的參數(shù)需另行研究確

定。

b）避雷器能承受所在系統(tǒng)作用的暫時過電壓和操作過電壓能量。

5.3.5閥式避雷器標稱放電電流下的殘壓，不應大于被保護電氣設備（旋轉電機除外）標準雷電沖

擊全波耐受電壓的71%。

5.3.6發(fā)電廠和變電所內(nèi)35kV及以上避雷器應裝設簡單可靠的多次動作記錄器或磁鋼記錄器。

5.4排氣式避雷器

5.4.1在選擇排氣式避雷器時，開斷續(xù)流的上限，考慮非周期分量，不得小于安裝處短路電流的

最大有效值；開斷續(xù)流的下限，不考慮非周期分量，不得大于安裝處短路電流的可能最小值。

5.4.2如按開斷續(xù)流的范圍選擇排氣式避雷器，最大短路電流應按雷季電力系統(tǒng)最大運行方式計

算，并包括非周期分量的第一個半周短路電流有效值。如計算困難，對發(fā)電廠附近，可將周期

分量第一個半周的有效值乘以15距發(fā)電廠較遠的地點，乘以1.3=最小短路電流應按雷季電

力系統(tǒng)最小運行方式計算，且不包括非周期分量。

543排氣式避雷器外間隙的距離，在符合保護要求的條件下，應采用較大的數(shù)值。排氣式避雷

器外間隙的距離一般采用表4所列數(shù)值。

表4排氣式避雷器外間隙的距離

系統(tǒng)標稱電壓

36102035

kV

最小距離

8101560100

mm

最大距離

———150?200250?300

mm

為減少排氣式避雷器在反擊時動作，應降低與避雷線的總接地電阻，并增大外間隙距離，

一般可增大到表4所列的外間隙最大距離。

5.4.4排氣式避雷器的設置應符合下列要求：

a）應避免各避雷器排出的電離氣體相交而造成短路。但在開U端固定避雷器，則允許其排

出的電離氣體相交。

b）為防止在排氣式避雷器的內(nèi)腔積水，宜垂直安裝，開口端向下或傾斜安裝，與水平線的

夾角不應小于15°。在污穢地區(qū)，應增大傾斜角度。

c）排氣式避雷器應安裝牢固，并保證外間隙穩(wěn)定不變。

d）標稱電壓10kV及以下系統(tǒng)中用的排氣式避雷器，為防止雨水造成短路，外間隙的電極

不應垂直布置。

e）外間隙電極宜鍍鋅，或采取避免銹水沾污絕緣子的措施。

545排氣式避雷器應裝設簡單可靠的動作指示器。

5.5保護間隙

551如排氣式避雷器的火弧能力不能符合要求，可采用保護間隙，并應盡量與自動重合閘裝置

配合，以減少線路停電事故。保護間隙的主間隙距離不應小于表5所列數(shù)值。

5.5.2除有效接地系統(tǒng)和低電阻接地系統(tǒng)外，應使單相間隙動作時有利于滅弧，并宜采用角形保

護間隙。

保護間隙宜在其接地引下線中串接一個輔助間隙，以防止外物使間隙短路。輔助間隙的距

離可采用表6所列數(shù)值。

表5保護間隙的主間隙距離最小值

系統(tǒng)標稱電壓

36102035

kV

間隙距離

81525100210

mm

表6輔助間隙的距離

系統(tǒng)標稱電壓

36、102035

kV

輔助間隙距離

5101520

mm

6高壓架空線路的雷電過電壓保護

6.1一般線路的保護

6.1.1送電線路的雷電過電壓保護方式，應根據(jù)線路的電壓等級、負荷性質、系統(tǒng)運行方式、當

地原有線路的運行經(jīng)驗、雷電活動的強弱、地形地貌的特點和土壤電阻率的高低等條件，通過

技術經(jīng)濟比較確定。

各級電壓的送、配電線路，應盡量裝設自動重合閘裝置。35kV及以下的廠區(qū)內(nèi)的短線路，

可按需要確定。

6.1.2各級電壓的線路，一般采用下列保護方式：

a)330kV和500kV線路應沿全線架設雙避雷線，但少雷區(qū)除外。

b)220kV線路宜沿全線架設雙避雷線；少雷區(qū)宜架設單避雷線。

c)110kV線路?般沿全線架設避雷線，在山區(qū)和雷電活動特殊強烈地區(qū)，宜架設雙避雷線。

在少雷區(qū)可不沿全線架設避雷線，但應裝設自動重合閘裝置。

d)66kV線路，負荷重要且所經(jīng)地區(qū)平均年雷暴日數(shù)為30以上的地區(qū)，宜沿全線架設避雷

線。

e)35kV及以下線路，一般不沿全線架設避雷線。

f)除少雷區(qū)外，3kV?10kV鋼筋混凝土桿配電線路，宜采用瓷或其他絕緣材料的橫擔；如

DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合2-2

果用鐵橫擔，對供電可靠性要求高的線路宜采用高一電壓等級的絕緣子，并應盡量以較短的時

間切除故障，以減少雷擊跳閘和斷線事故。

6.1.3有避雷線的線路，在一般土壤電阻率地區(qū)，其耐雷水平不宜低于表7所列數(shù)值。

6.1.4有避雷線的線路，每基桿塔不連避雷線的工頻接地電阻，在雷季干燥時，不宜超過表

8所列數(shù)值。

表7有避雷線線路的耐雷水平

標稱電壓

3566110220330500

kV

一般線路大跨越檔75?100?

耐雷水平20?3()30?6()40?75125?175

中央和發(fā)電廠、110150

kA306075175

變電所進線保護段110150

表8有避雷線的線路桿塔的工頻接地