GB/T 50064-2014 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 （免费下载）
1 总 则
1.0.1 为使交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于交流标称电压6kV～750kV电力系统中发电、输电、变电、配电电气装置和旋转电机的过电压保护和绝缘配合设计。
1.0.3 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合，应结合电网结构、地区雷电活动特点、地闪密度及运行经验，通过计算分析和技术经济比较，进行差异化的设计。
1.0.4 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术 语
2.0.1 中性点高电阻接地方式 high-resistance neutral ground-ing mothod
系统中至少有一根导线或一点经过高电阻接地，系统等值零序电阻不大于系统单相对地分布容抗，且系统接地故障电流小于10A。
2.0.2 中性点低电阻接地方式 low-resistance neutral ground-ing mothod
系统中至少有一根导线或一点经过低电阻接地，系统等值零序电阻不小于2倍系统等值零序感抗。
2.0.3 中性点谐振接地方式 resonant neutral grounding mothod
系统中至少有一根导线或一点经过电感接地，用于补偿系统单相对地故障电流的容性分量。
2.0.4 特快速瞬态过电压 very fast transient overvoltage (VFTO)
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)和复合电器(HGIS，即Hybrid-GIS)的隔离开关在某些操作方式下，产生频率为数十万赫兹至数兆赫兹的高频振荡过电压，称为特快速瞬态过电压。
2.0.5 地闪密度 ground flash density(GFD)
每平方公里、每年地面落雷次数。
2.0.6 少雷区 less thunderstorm region
平均年雷暴日数不超过15d或地面落雷密度不超过0.78次／(km2·a)的地区。
2.0.7 中雷区 middle thunderstorm region
平均年雷暴日数超过15d但不超过40d或地面落雷密度超过0.78次／(km2·a)但不超过2.78次／(km2·a)的地区。
2.0.8 多雷区 more thunderstorm region
平均年雷暴日数超过40d但不超过90d或地面落雷密度超过2.78次／(km2·a)但不超过7.98次／(km2·a)的地区。
2.0.9 强雷区 strong thunderstorm region
平均年雷暴日数超过90d或地面落雷密度超过7.98次／(km2·a)以及根据运行经验雷害特殊严重的地区。
2.0.10 保护角 shielding angle
地线对导线的保护角指杆塔处，不考虑风偏，地线对水平面的垂线和地线与导线或分裂导线最外侧子导线连线之间的夹角。
3 系统中性点接地方式和电气装置绝缘上作用的电压
4 暂时过电压、操作过电压及限制
5 雷电过电压及保护
6 绝缘配合
附录A 外绝缘放电电压的海拔校正
A.0.1 外绝缘放电电压试验数据应以海拔高度0m的标准气象条件下给出。
A.0.2 外绝缘所在地区海拔高度高于0m时，应校正放电电压。所在地区海拔高度2000m及以下地区时，各种作用电压下外绝缘空气间隙的放电电压U(PH)可按下列公式校正：
式中：U(P0)——海拔高度0m时空气间隙的放电电压(kV)；
ka——海拔校正因数；
m——系数；
H——海拔高度(m)。
A.0.3 系数m的取值应符合下列要求：
1 对于雷电冲击电压、空气间隙和清洁的绝缘子的短时工频电压，m应取1.0；
2 对于操作冲击电压，m应按图A.0.3选取。
图A.0.3 各种作用电压下的m值
a-相对地绝缘；b-纵绝缘；c-相间绝缘；d-棒-板间隙(标准间隙)
注：对于由两个分量组成的电压，电压值是各分量之和。
附录B 架空线路悬垂绝缘子串风偏角计算用风压不均匀系数
B.0.1 悬垂绝缘子串风偏角计算用风压不均匀系数可按式(B.0.1)计算，风向与线路方向的夹角为90°时几种风速下的风压不均匀系数可按表B.0.1所列数值确定。
式中：α——风压不均匀系数；
v——设计采用的10min平均风速(m／s)，当风速大于20m／s时采用20m／s；
θ——风向与线路方向的夹角(°)。
表B.0.1 风压不均匀系数
| 设计风速（m/s） | ≤10 | 15 | 20 | ＞20 |
| α | 1.0 | 0.75 | 0.61 | 0.61 |
附录C 操作过电压下线路绝缘闪络率的计算方法
附录D 架空线路和变电站雷电性能的分析计算方法
附录E 电气设备承受一定幅值和时间暂时过电压的要求
E.0.1 电气设备承受一定幅值和时间暂时过电压标么值的要求应符合表E.0.1-1～表E.0.1-5的规定，变压器上过电压的基准电压应取相应分接头下的额定电压，其余设备上过电压的基准电压应取最高相电压。
表E.0.1-1 110kV～330kV电气设备承受暂时过电压的要求(p.u.)
注：分子的数值代表相对地绝缘；分母的数值代表相对相绝缘。
表E.0.1-2 500kV变压器、电容式电压互感器及耦合电容器承受暂时过电压的要求(p.u.)
| 时间 | 连续 | 8h | 2h | 30min | 1min | 30s |
| 变压器 | 1.1 | — | — | 1.2 | 1.3 | — |
| 电容式电压互感器 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | — | — | 1.5 |
| 耦合电容器 | — | — | 1.3 | — | — | 1.5 |
表E.0.1-3 500kV并联电抗器承受暂时过电压的要求(p.u.)
| 时间 | 120min | 60min | 40min | 20min | 10min | 3min | 1min | 20s | 3s |
| 备用状态下投入 | 1.15 | — | 1.20 | 1.25 | 1.30 | — | 1.40 | 1.50 | — |
| 运行状态 | — | 1.15 | — | 1.20 | 1.25 | 1.30 | — | 1.40 | 1.50 |
表E.0.1-4 750kV变压器承受暂时过电压的要求(p.u.)
| 时间 | 连续（空载） | 连续（额定电流） | 20s | 1s | 0.1s |
| 标么值(p.u.) | 1.1 | 1.05 | 1.25 | 1.5 | 1.58 |
表E.0.1-5 750kV并联电抗器承受暂时过电压的要求(p.u.)
| 时间 | 20min | 3min | 1min | 20s | 8s | 1s |
| 标么值(p.u.) | 1.15 | 1.2 | 1.25 | 1.3 | 1.4 | 1.5 |
附录F 超高压架空线路和变电站空气间隙的放电电压数据
F.0.1 超高压架空线路和变电站空气间隙的放电电压数据应采用仿真型塔或构架试验。
F.0.2 330kV线路和变电站空气间隙放电电压：
1 330kV线路和变电站空气间隙的工频50％放电电压可按图F.0.2-1确定。
图F.0.2-1 线路和变电站空气间隙的工频50％放电电压
1-导线对杆塔横担；2-导线对杆塔支柱；3-导线对导线；4-环对环，一环接地；5-环对环，双环均加压
2 330kV线路和变电站空气间隙的操作冲击50％放电电压可按图F.0.2-2确定。
图F.0.2-2 双导线对水泥杆空气间隙的操作冲击50％放电电压
F.0.3 500kV线路杆塔上绝缘子串、线路和变电站空气间隙的放电电压：
1 500kV单回线路绝缘子串的冲击电压放电电压可按表F.0.3-1确定。
2 500kV单回线路空气间隙的放电电压可按表F.0.3-2和图F.0.3-1～图F.0.3-4确定。
表F.0.3-1 500kV单回线路绝缘子串在冲击电压下的放电电压
注：①保定变压器厂、清华大学高压教研组、北京电力设计院、北京电力试验研究所，500kV晋京线输电杆塔绝缘电气特性试验报告，《北京电力技术》，1979.1；
②电力科学研究院，第二代500kV输电线路杆塔塔头的绝缘试验，1983.4；
③电力科学研究院，500kV输电线路塔头绝缘的试验研究，《电网技术》，1982.1。
表F.0.3-2 500kV单回线路空气间隙的放电电压
注：①保定变压器厂、清华大学高压教研组、北京电力设计院、北京电力试验研究所，500kV晋京线输电杆塔绝缘电气特性试验报告，《北京电力技术》，1979.1；
②电力科学研究院，第二代500kV输电线路杆塔塔头的绝缘试验，1983.4；
③J.G.安德生等，345kV及以上超高压输电线路，电力工业出版社，1981.6；
④保定变压器厂、北京电力试验研究所，500kV输电杆塔中相绝缘操作波试验，《北京电力技术》，1979.10；
⑤日本500kV输电线路绝缘的实尺寸试验，《IEEE PAS》88，No.2，1969。
图F.0.3-1 空气间隙的工频50％放电电压
1-导线对塔柱；2-导线对导线
图F.0.3-2 500kV线路酒杯塔(ZB3型)塔头空气间隙的操作冲击、雷电冲击50％放电电压
1-中相操作；2-边相操作；3-雷电(1.5μs／40μs)
图F.0.3-3 500kV门型塔、酒杯塔的塔头空气间隙的操作冲击50％放电电压
1-边相导线对塔柱；2-门型塔中相；3-门型塔边相；4-酒杯塔
图F.0.3-4 500kV酒杯塔(ZVB452型)中相V串导线对塔窗空气间隙的操作冲击50％放电电压
3 500kV同塔双回线路空气间隙的操作冲击放电电压：
1)塔型SG1的500kV同塔双回线路导线对下横担空气间隙的操作冲击50％放电电压可按图F.0.3-5确定。
图F.0.3-5 500kV同塔双回线路导线对下横担空气间隙的操作冲击50％放电电压
2)500kV同塔双回线路下相导线对塔腿空气间隙的操作冲击50％放电电压可按图F.0.3-6确定。
图F.0.3-6 500kV同塔双回线路下相导线对塔腿空气间隙的操作冲击50％放电电压
4 500kV变电站仿真型构架或设备在操作冲击电压下空气间隙的放电电压：
1)二分裂软导线(φ51mm间距400mm)对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压可按表F.0.3-3确定。
表F.0.3-3 二分裂软导线对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压
注：①导线与人字柱侧面间隙；
②导线与人字柱正面间隙；
本表数据来源自电力科学研究院，A值的试验研究(阶段报告)，1982年8月。
2)隔离开关对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压可按表F.0.3-4确定。隔离开关对车辆空气间隙的操作冲击50％放电电压可按表F.0.3-5确定。
表F.0.3-4 隔离开关对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压
注：①GW7中心线对人字柱中心线距离为6.0m；
②无人检修状态；
本表数据来源自电力科学研究院，A值的试验研究(阶段报告)，1982年8月。
表F.0.3-5 隔离开关对车辆空气间隙的操作冲击50％放电电压
注：σf／U50%为4.5％～6％，车辆模型的长宽高分别为10.8m、2.5m和3.5m。
3)不同布置(图F.0.3-7)方式下，无均压环的悬吊式硬导线对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压可按表F.0.3-6确定。有均压环时，对于间隙距离为3.0m～4.2m的情况，间隙距离应增加5.5％。
图F.0.3-7 悬吊式硬导线的布置
表F.0.3-6 无均压环悬吊式硬导线对构架空气间隙的操作冲击50％放电电压
注：1 数据来源自电力科学研究院，悬吊式铝管母线操作冲击放电特性，1981年；
2 悬吊式硬导线为外φ150mm、内φ136mm铝管，变电站构架为由φ426mm半圆柱两根组成的人字柱，横梁对地高20m。
F.0.4 750kV线路绝缘子串、线路和变电站空气间隙的放电电压：
1 750kV线路FC-300 Ⅰ型绝缘子串带6分裂导线的冲击50％放电电压可按图F.0.4-1确定。
图F.0.4-1 750kV线路FC-300 Ⅰ型绝缘子串带6分裂导线的冲击50％放电电压
2 750kV单回架空线路边相Ⅰ串6分裂导线对塔柱空气间隙的50％放电电压可按图F.0.4-2确定。当间隙距离为3.3m～6.0m时，操作冲击的50％放电电压的间隙系数可取1.42。间隙距离为4.4m～6.0m时，雷电冲击的50％放电电压可按式(F.0.4-1)计算：
图F.0.4-2 750kV线路边相Ⅰ串6分裂导线对塔柱空气间隙的50％放电电压
3 750kV线路拉V塔和酒杯塔中相V串6分裂导线对杆塔横担空气间隙的50％放电电压可按图F.0.4-3确定。当间隙距离为4.4m～6.6m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.2。当间隙距离为3.3m～5.5m时，雷电冲击50％放电电压可按式(F.0.4-2)计算：
图F.0.4-3 750kV线路中相V串6分裂导线对杆塔空气间隙的50％放电电压
4 750kV同双回线路空气间隙的工频50％放电电压可按图F.0.4-4确定，操作冲击50％放电电压可按图F.0.4-5确定，雷电冲击50％放电电压可按图F.0.4-6确定。
图F.0.4-4 750kV同双回线路空气间隙的工频50％放电电压
1-中相；2-下相
图F.0.4-5 750kV同双回线路空气间隙的操作冲击50％放电电压
1-中相波前时间800μs；2-中相波前时间250μs；3-下相波前时间250μs
图F.0.4-6 750kV同双回线路空气间隙的雷电冲击50％放电电压
1-中相；2-下相
5 750kV变电站空气间隙放电电压：
1)750kV变电站导线对人字架空气间隙的50％放电电压可按图F.0.4-7确定。当间隙距离为3.5m～6.3m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.23。当间隙距离为4.3m～5.5m时，雷电冲击50％放电电压可按式(F.0.4-3)计算：
图F.0.4-7 750kV变电站导线对人字架空气间隙的50％放电电压
2)750kV变电站导线对构架横梁空气间隙的50％放电电压可按图F.0.4-8确定。当间隙距离为4.0m～6.3m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.42。当间隙距离为3.3m～5.5m时，雷电冲击50％放电电压可按式(F.0.4-4)计算：
图F.0.4-8 750kV变电站导线对构架横梁空气间隙的50％放电电压
3)750kV变电站均压环对人字架空气间隙的50％放电电压可按图F.0.4-9确定。当间隙距离为4.1m～7.1m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.12。当间隙距离为4.0m～6.3m时，雷电冲击50％放电电压可按式(F.0.4-5)计算：
图F.0.4-9 750kV变电站均压环对人字架空气间隙50％放电电压
4)750kV变电站均压环相间空气间隙的操作冲击电压(α＝0.4)50％放电电压可按图F.0.4-10确定。当间隙距离为3.0m～4.0m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.76。
图F.0.4-10 750kV变电站均压环相间空气间隙的操作冲击50％放电电压
5)750kV变电站3分裂导线相间空气间隙的操作冲击电压(α＝0.4)50％放电电压可按图F.0.4-11确定。当间隙距离为3.0m～4.0m时，操作冲击50％放电电压的间隙系数可取1.50。
图F.0.4-11 750kV变电站3分裂导线相间空气间隙的操作冲击50％放电电压
