3、G311-1 1997 高压输变电设备的绝缘配合.pdf

中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准高压输变电设备的绝缘配合发布实施国 家 技 术 监 督 局发布目次前言主题内容与适用范围引用标准使用条件绝缘配合基本原则绝缘水平试验规定前言本标准是非等效国际电工委员会绝缘配合 第部分 定义 原理和原则 对高压输变电设备的绝缘配合 进行修订的主要的修订内容有标准中除设备的相对地绝缘外 还增列了相间绝缘和纵绝缘设备上的作用电压增加了 陡波前过电压 和 联合过电压前者主要是由中隔离开关操作引起的 后者则分别作用于相间绝缘和纵绝缘相应的试验电压类型增加了 陡波前冲击试验在考虑中 和 联合电压试验据给出了各类作用电压的典型波形 图对和的设备的外绝缘干状态下短时工频耐受电压的数值分别提高到和但这并不意味着对外绝缘的要求或绝缘水平提高 因为在此电压范围内 绝缘水平主要是由雷电冲击耐受电压决定的据增加次冲击耐受电压试验程序对变压器类设备的截断冲击 提高了跌落时间 一般不大于截波过零系数不大于的要求 这样的规定和同类国际标准一致 技术上比较合理本标准和的主要内容和技术要求基本上是一致的 但也存在某些差异 包括为说明绝缘配合的过程引入了多个 耐受电压 的术语和配合程序图 这虽对理解绝缘配合过程有一定帮助 但过于烦琐 未于采用设备的外绝缘干状态短时工频耐受电压比中的规定值高范围的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压的反极性工频电压的幅值为中规定仅为也偏高故本标准只能为非等效采用本标准自实施之日起 代替本标准由中华人民共和国机械工业部提出本标准由全国高压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会归口本标准由西安高压电器研究所和武汉高压研究所负责起草本标准主要起草人 冯昌远 朱家骝 谷定燮 王秉钧 潘炳宇 郁祖培 弋东方中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准高压输变电设备的绝缘配合代替主题内容与适用范围主题内容本标准规定了三相交流系统中的高压输变电设备的相对地绝缘 相间绝缘和纵绝缘的额定耐受电压的选择原则 并给出了供通常选用的标准化的耐受电压值在制定各设备标准时 应根据本标准的要求 规定适合于该类设备的额定耐受电压和试验程序适用范围本标准适用于设备最高电压大于的三相交流电力系统中使用的下列户内和户外输变电设备变压器类 电力变压器 并联电抗器 消弧线圈和电磁式电压互感器高压电器 断路器 隔离开关 负荷开关 接地短路器 熔断器 限流电抗器 电流互感器 封闭式开关设备 封闭式组合电器 组合电器等组合式 箱式 变电站电力电容器 耦合电容器 包括电容式电压互感器并联电容器 交流滤波电容器高压电力电缆变电站绝缘子 穿墙套管阀式避雷器绝缘外套本标准不适用于安装在严重污秽或带有对绝缘有害的气体 蒸汽 化学沉积物的场合下的设备相对湿度较高且易出现凝露场合的户内设备引用标准下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时 所示版本均为有效所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性标准电压高电压试验技术第一部分 一般试验要求高电压试验技术第二部分 测量系统交流无间隙金属氧化物避雷器交流系统用碳化硅阀式避雷器电工术语高电压试验技术和绝缘配合高压输变电设备的绝缘配合使用导则国家技术监督局批准实施使用条件标准参考大气条件标准参考大气条件为温度压力绝对湿度本标准规定的额定耐受电压均为相应于标准参考大气条件下的数值正常使用条件本标准规定的额定耐受电压 适用于下列使用条件下运行的设备周围环境最高空气温度不超过安装地点的海拔高度不超过对周围环境空气温度高于处的设备 其外绝缘在干燥状态下的试验电压应取本标准的额定耐受电压值乘以温度校正因数式中环境空气温度对用于海拔高于但不超过处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘 海拔每升高绝缘强度约降低在海拔不高于的地点试验时 其试验电压应按本标准规定的额定耐受电压乘以海拔校正因数式中设备安装地点的海拔高度设备适用的电力系统中性点的接地方式 最高电压及以下为非有效接地系统或有效 直接 接地系统 最高电压及以上应为有效 直接 接地系统绝缘配合基本原则绝缘配合考虑所采用的过电压保护措施后 决定设备上可能的作用电压 并根据设备的绝缘特性及可能影响绝缘特性的因素 从安全运行和技术经济合理性两方面确定设备的绝缘水平设备上的作用电压设备在运行中可能受到的作用电压 按照作用电压的幅值 波形及持续时间 可分为持续工频电压 其值不超过设备最高电压持续时间等于设备设计的运行寿命暂时过电压 包括工频电压升高 谐振过电压缓波前 操作 过电压快波前 雷电 过电压陡波前过电压联合过电压各类作用电压的典型波形如图设备最高电压的范围范围范围绝缘试验绝缘试验类型分类低频电压持续暂时缓波前电压波形电压波形范围或标准电压波形或标准耐受试验短时工频试验操作冲击试验在有关设备标准中规定图各类作用电压的典型波形瞬态电压快波前陡波前在考虑中雷电冲击试验在考虑中本标准中考虑了下述几类绝缘试验短时工频试验长时间工频试验操作冲击试验雷电冲击试验陡波前冲击试验联合电压试验操作和雷电冲击试验可以是耐受试验 也可以是破坏性放电试验 此时 绝缘对额定冲击耐受电压的耐受能力可由其破坏性放电电压的测量值中推出 它只适用于自恢复绝缘短时工频试验是耐受试验短时工频 操作和雷电冲击以及联合电压试验之额定耐受电压值均在本标准中规定但对长时间工频耐受电压仅给出一般规定 供制定各类设备标准时考虑绝缘试验类型的选择在本标准中 对不同的电压范围 选用不同类型的绝缘试验设备的类型也会影响试验类型的选择范围的设备在持续工频电压 暂时过电压和操作过电压下的相对地和相间绝缘性能 一般用短时工频和雷电冲击电压试验来检验在雷电过电压下 设备的相对地和相间绝缘性能用雷电冲击试验检验当内绝缘的老化和外绝缘的污秽对持续工频电压及暂时过电压下的设备绝缘性能有影响时 宜作长时间工频电压试验 并测量局部放电量长时间工频电压试验在有关设备标准中规定注变压器一般要作长时间工频电压试验范围的设备在持续工频电压 暂时过电压和操作过电压下的绝缘性能用不同类型的试验予以检验在持续工频电压及暂时过电压下 设备对老化或污秽的适应性宜用长时间工频试验检验 并测量局部放电量长时间工频电压试验在有关设备标准中规定在操作过电压下设备的绝缘性能用操作冲击试验检验在雷电过电压下设备的绝缘性能用雷电冲击试验检验设备的相间绝缘性能用操作冲击试验检验开关设备的纵绝缘 按不同的电压范围 选用不同的绝缘试验类型范围的开关设备的纵绝缘性能用短时工频电压和雷电冲击电压或联合电压试验检验范围的开关设备的纵绝缘性能用雷电 操作冲击电压和工频电压的联合电压试验检验设备在陡波前过电压下的绝缘性能用陡波前冲击电压试验检验关于陡波前冲击试验的规定 在考虑中绝缘配合方法的选择绝缘配合方法有确定性法 惯用法统计法及简化统计法由于在试验时对设备绝缘需要施加的冲击电压次数较多 电压幅值会超过额定耐受电压值 并需对系统的过电压进行广泛深入的研究 故绝缘配合统计法在实际应用上受到某些限制 但用于各种因素影响的敏感度分析是很有效的当降低绝缘水平具有显著经济效益 特别是当操作过电压成为控制因素时 统计法才特别有价值因此 在本标准中统计法仅用于范围的设备的操作过电压下的绝缘配合在所有电压范围内 当设备绝缘主要是非自恢复型时 为检验耐受强度是否得到保证 一般只能加有限次数的冲击 如在给定条件下加次因此 尚不能考虑将绝缘故障率作为定量的设计指标 统计法至今仅用于自恢复型绝缘统计法设备绝缘故障具有统计特性 统计法旨在对绝缘故障率定量并将其作为绝缘设计中的一个性能指标当对某种过电压计算绝缘故障率时 需要给出此过电压及设备的绝缘特性两者各自的分布规律简化统计法在简化统计法中 对概率曲线的形状作了若干假定 如已知标准偏差的正态分布从而可用与一给定概率相对应的点来代表一条曲线在过电压概率曲线中称该点的纵坐标为 统计过电压其概率不大于而在耐受电压曲线中则称该点的纵坐标为 统计冲击耐受电压设备的冲击耐受电压的参考概率取为绝缘配合的简化统计法是对某类过电压在统计冲击耐受电压和统计过电压之间选取一个统计配合系数 使所确定的绝缘故障率从系统的运行可靠性和费用两方面来看是可以接受的额定操作和雷电冲击耐受电压宜从本标准条的标准值中选取确定性法 惯用法绝缘配合的确定性法 惯用法 的原则是在惯用过电压 即可接受的接近于设备安装点的预期最大过电压 与耐受电压之间 按设备制造和电力系统的运行经验选取适宜的配合系数 相应的耐受电压宜从的标准值中选取持续工频电压和暂时过电压下的绝缘配合对范围的设备所规定的短时工频耐受电压 一般均能满足在正常运行电压和暂时过电压下的要求为检验设备老化对内绝缘性能 污秽对外绝缘性能的影响所进行的长时间工频试验 应在有关设备标准中规定 下面仅给出应遵循的一般规则对正常运行条件 绝缘应能长期耐受设备最高电压设备在预期的寿命期内不致因局部放电而使绝缘显著劣化以及在最苛刻的工况下 绝缘不会失去热稳定性为尽可能符合实际 应用工频电压试验检验 试验时所加电压可高于而持续时间由系统工况决定同时应使所有元件上的作用电压与运行时的值成比例在有关设备标准中可规定设备耐受工频电压升高的允许时间 并确定有关的试验程序 试验电压及试验条件操作和雷电过电压的绝缘配合在所有情况下 进行绝缘配合时应考虑 设备安装点的预期过电压值 系统与设备的电气特性 类似的系统的运行经验以及所有保护装置的限压效果设备的相对地绝缘的额定耐受电压是确定设备的相间绝缘和纵绝缘额定耐受电压的基础雷电过电压下的绝缘配合相对地绝缘对受避雷器保护的设备 其额定雷电冲击耐受电压由避雷器的雷电冲击保护水平乘以配合因数计算选定相间绝缘在所有电压范围内 相间绝缘的额定雷电冲击耐受电压均取相应的相对地绝缘的耐受电压值开关设备的纵绝缘范围的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压一般等于相对地绝缘的耐压值 但隔离断口的耐受电压可高于相应的相对地的数值 宜在开关设备标准中规定范围的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压由两个分量组成 一为相对地的额定雷电冲击耐受电压 另一为反极性的工频电压 其幅值为操作过电压下的绝缘配合相对地绝缘范围的设备根据设备上的统计操作过电压水平或避雷器的操作冲击保护水平和设备的绝缘特性 并取一定的配合因数计算 选取额定短时工频耐受电压范围的设备根据设备上的统计操作过电压水平或避雷器的操作冲击保护水平和设备的绝缘特性并取一定的配合因数计算 选取设备的额定操作冲击耐受电压相间绝缘范围的设备的相间绝缘额定短时工频耐受电压取相应的相对地绝缘的耐受电压值应保证两类绝缘均满足要求范围的设备的相间绝缘的额定操作冲击耐受电压等于相应的相对地绝缘的耐受电压值乘以系数通常开关设备的纵绝缘范围的设备的纵绝缘的额定短时工频耐受电压一般取相应的相对地绝缘的耐受电压值 但隔离断口的耐受电压可高于相应的相对地的数值 宜在开关设备标准中规定范围的设备的纵绝缘的额定操作冲击耐受电压 表栏由两个分量组成 其一为相对地的额定操作冲击耐受电压 另一为反极性的工频电压 其幅值为配合因数选取时应考虑到下列因素 绝缘类型及其特性 性能指标 过电压幅值及分布特性 大气条件设备生产 装配中的分散性及安装质量 绝缘在预期寿命期间的老化 试验条件及其他未知因素对雷电冲击 根据我国情况 一般取对操作冲击 一般取绝缘水平额定短时工频耐受电压的标准值 有效值额定冲击耐受电压的标准值 峰值高压输变电设备的额定绝缘水平范围的设备的绝缘水平列于表在此电压范围内 选取设备的绝缘水平时 首先应考虑雷电冲击作用电压 和每一设备最高电压相对应 给出了设备绝缘水平的两个耐受电压 即额定雷电冲击耐受电压额定短时工频耐受电压范围的设备的绝缘水平列于表在此电压范围内 选取设备的绝缘水平时 要考虑操作冲击和雷电冲击作用电压 和每一设备最高电压相对应 给出了设备绝缘水平的两个耐受电压 即额定雷电冲击耐受电压额定操作冲击耐受电压在表中给出了设备相对地绝缘和相间绝缘的额定操作冲击耐受电压的组合设备的绝缘水平与所考虑的设备类型有关 并且无论用统计法或用惯用法 这些绝缘水平都可选用对同一设