高压输变电设备的绝缘配合知识

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1、 高压输变电设备的绝缘配合 前言：在GB311.2“使用导则”中详尽阐明了本原则中给出的绝缘配合的所有规则，特别是设备最高电压与原则额定耐受电压之间的关系。如果同一设备最高电压相应几组原则额定耐受电压时，给出了选用最佳一组原则额定耐受电压的导则。第1部分：定义，原则和规则1 概述1.1 范畴本原则建议选择的耐受电压应与设备的最高电压有关联。该关联仅是为了绝缘配合的目的。本原则中不涉及对人员安全的规定。 本原则合用于设备最高电压在1kV以上的三相交流系统，规定了这些系统中的高压输变电设备和设施的相对地绝缘、相间绝缘和纵绝缘的额定耐受电压的选择原则，并给出了原则耐受电压列表，应从该列表中选择额定耐

2、受电压。尽管本原则的原则也合用输电线路的绝缘，但其耐受电压值可以与原则额定耐受电压不同。在制定各设备原则时，应根据本原则的规定，规定适合于该类设备的额定耐受电压和实验程序。1.1.1 合用范畴本原则合用于设备最高电压在1kV以上三相交流电力系统中使用的下列户内和户外输变电设备。a）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；b）组合式（箱式）变电站；c）电力电容器、耦合电容器（涉及电容式电压互感器）、并联电容器、交流滤波电容器；d）高压电力电缆；e）变电站绝缘子、穿墙套管；f）避雷器绝缘外套。g）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

3、、封闭式开关设备、封闭式组合电器、组合电器等；1.1.2 不合用范畴a）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；b）相对湿度较高且易浮现凝露场合的户内设备。1.2 规范性引用原则下列原则所涉及的条款，通过本原则的引用而成为本原则的条款。但凡注日期的引用原则，其随后所有的修改单（不涉及勘误的内容）或修订版均不合用于本原则，然而，鼓励根据本原则达到合同的各方研究与否可使用这些原则的最新版本。但凡不注日期的引用原则，其最新版本合用于本原则。GB 156 原则电压GB/T 16927.1 高电压实验技术第1部分：一般定义和实验规定GB 7327 交流系统用碳化硅阀式避雷器

4、GB 2900.19 电工术语 高电压实验技术和绝缘配合GB/T 16927.2 高电压实验技术第2部分：测量系统GB 11032 交流无间隙金属氧化物避雷器正常和特殊使用条件1.3 正常环境条件波及到绝缘配合以及一般可以从表2和表3中选用耐受电压的正常环境条件如下：a)周边空气温度不超过40 且24 h内测到的平均值不超过35 。最低周边空气温度，对于“-10 户外”为-10 ；对于“-25 户外”为-25 以及对于“-40 ”为-40 。b)海拔不超过1 000 m。c)周边空气没有明显地被灰尘、烟雾、腐蚀性气体、蒸汽或盐雾污染。污秽不超过级污秽GB/T311.2的表1中的中档。d)一般会

5、浮现凝露和沉积。考虑了以露水、凝露、雾、雨、雪或积霜形式浮现的沉积物。注： 沉积物的绝缘特性见GB/T16927.1，其她特性见GB/T311.2。1.4 原则参照大气条件原则化的耐受电压合用的原则参照大气条件为：a）温度：=20 b）压力：=101.3 kPa（1 013 mbar）c）绝对湿度：。1.5 特殊环境条件2.3.1 对周边环境空气温度高于40 C处的设备，其外绝缘在干燥状态下的实验电压应取本原则的额定耐受电压值乘以温度校正因数Kt式中，T环境空气温度，C。2.3.2 对于海拔高于1000 m，但不超过4000 m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘，海拔每升高100 m，绝缘强度

6、约减少1%，在海拔不高于1000 m的地点实验时，其实验电压应按本原则规定的额定耐受电压乘以海拔校正因数Ka式中，H设备安装地点的海拔高度， m。指数m与电压类型有关：工频、雷电和相间操作冲击电压 m=1；纵绝缘操作冲击电压 m=0.9；相对地操作冲击电压 m=0.75。2.4 设备合用于电力系统中性点的接地方式，最高电压110 kV如下为非有效接地系统或有效（直接）接地系统，最高电压126kV及以上应为有效（直接）接地系统。2 术语和定义为了便于本原则的使用，下列术语和定义合用。2.1绝缘配合 insulation co-ordination考虑所采用的过电压保护措施后，决定设备上也许的作用

7、电压，并根据设备的绝缘特性及也许影响绝缘特性的因素，从安全运营和技术经济合理性两方面拟定设备的绝缘强度。GB2900.19-1994，修改正注： 所谓设备的“绝缘强度”指的是分别按3.35和3.36中定义的额定绝缘水平或原则绝缘水平。2.2外绝缘 externa insulation 空气间隙及设备固体绝缘外露在大气中的表面，它承受作用电压并受大气和其他现场的外部条件，如污秽、湿度、虫害等的影响。GB2900.19-1994注： 外绝缘可以是气候防护的或者非气候防护的，分别设计运营在掩体的内部或外部。2.3内绝缘 internal insulation不受大气和其他外部条件影响的设备的固体、液

8、体或气体绝缘的内部间隙。GB2900.19-19942.4自恢复绝缘 self-restoring insulation在实验期间的破坏性放电后，通过短的时间，完全可恢复其绝缘特性的绝缘。GB2900.19-1994，修改正注： 此类绝缘一般是外绝缘，但不是必须的。2.5非自恢复绝缘 non selfrestoring insulation在实验期间的破坏性放电之后，丧失或不能完全恢复其绝缘特性的绝缘。GB2900.19-1994注： 3.4和3.5的定义仅合用于绝缘实验期间由实验电压的作用而引起的放电。然而，在运营时产生的放电也许引起自恢复绝缘部分或完全丧失其本来的绝缘特性。2.6绝缘构造端

9、子 insulation configuration terminal可将电压施于绝缘上的任何两个端子间的任一端子。端子的种类有：a）相端子：运营时在其和中性点之间施加系统的相对中性点电压；b）中性点端子：相称于系统中性点或是接到系统的中性点的端子（变压器的中性点端子等）；c）接地端子：在运营中总是固定接地的端子（变压器的箱体，隔离开关的基座，杆塔的构架，接地板等）。2.7绝缘构造 insulation configuration运营中由绝缘体和所有端子构成的绝缘的完整的几何构造。它涉及影响介电特性的所有元件（绝缘件和导电件）。绝缘构造分如下几类：3.7.1三相绝缘构造 three-phase

10、 insulation configuration具有三个相端子、一种中性点端子和一种接地端子的构造。3.7.2相对地（p-e）绝缘构造 phase-to-earth(p-e)insulation configuration不计两个相端子的一种三相绝缘构造，且除特殊状况外，中性点端子是接地的。3.7.3相间（p-p）绝缘构造 phase-to-phase(p-p)insulation configuration不计一种相端子的一种三相绝缘构造。在特殊状况下，中性点端子和接地端子也忽视不计。3.7.4纵（t-t）绝缘构造 longitudinal(t-t)insulation configura

11、tion具有两个相端子和一种接地端子的绝缘构造。（两个）相端子属于三相系统中的同一相，其被临时地分为两个独立的带电部分（例如，分闸的开关装置）。属于其他两相的四个端子不计或接地。在特殊状况下，觉得两个相端子之一是接地的。2.8系统的标称电压 nominl voltag of a system 用于表达或辨认系统的合适而近似的电压值。GB2900.19-19942.9系统的最高电压 Us highest voltage of a system在正常运营条件下，系统中任一点在任一时刻所浮现的相间运营电压（ r.m.s.）的最高值。GB2900.19-1994，修改正2.10设备的最高电压 high

12、est voltage for equipment Um 根据设备绝缘以及其与有关的设备原则关联的其他特性设计的相间电压的最高有效值。在正常运营条件下由有关的设备委员会规定，该电压可以持续施加到设备上。GB2900.19-1994，修改正2.11中性点绝缘系统 isolated neutral system除了用于保护或测量的目的而经高阻抗接地外，中性点无意与地连接的系统。GB2900.19-19942.12中性点固定接地系统 solidly earthed neutral system中性点直接接地的系统。GB2900.19-19942.13（中性点）阻抗接地系统 impedance ear

13、thed(neutral)system为限制接地故障电流，中性点通过阻抗接地的系统。GB2900.19-19942.14（中性点）谐振接地系统 resonan earthed(neutral)system一种或多种中性点通过可以近似补偿单相接地故障电流的容性分量的电抗器接地的系统。GB2900.19-1994注： 谐振接地系统中流过故障点的残存电流被限制到空气中弧光故障一般可以自熄的限度。2.15接地故障因数 earth faul factor K 在一给定系统构造的三相系统的给定点上，在对系统任一点的一相或多相均有影响的故障期间，健全相的相对地最高工频电压有效值与无端障时该点相对地工频电压有

14、效值之比。GB2900.19-1994 2.16过电压 overvoltage任何电压：- 一相导体和地之间或者纵绝缘的电压峰值超过系统最高电压除以；GB2900.19-1994，修改正，或者- 相导体之间的电压峰值超过系统最高电压的幅值。GB2900.19-1994，修改正注： 除非另有明确阐明，例如对于避雷器，过电压值用p.u.（等于）表达。2.17电压和过电压分类 classificatio of voltae and overoltage按其波形和持续时间，电压和过电压可分为下列几种：注： 表1中也给出了有关下述六个第一电压和过电压更具体的状况。3.17.1持续（工频）电压 conti

15、nuous(power frequency)voltage有着恒定r.m.s.值、持续地加在某一绝缘构造的任一对端子上的工频电压。3.17.2临时过电压 temporary overvoltage较长持续时间的工频过电压。GB2900.19-1994，修改正注： 过电压也许是无阻尼的或弱阻尼的。在某些状况下，其频率也许比工频低数倍或高数倍。3.17.3瞬时过电压 transient overvoltage几毫秒或更少的短持续时间的过电压，一般是高阻尼振荡的或非振荡的。 GB2900.19-1994注： 瞬态过电压也许直接跟在临时过电压后浮现，在这种状况下，觉得这两种过电压是两个独立的过程。瞬时

16、过电压分为：3.17.3.1缓波前过电压 slow-front ovevoltage SFO一种瞬态过电压，一般为单向的，达到峰值的时间为20 s5 000 s，而波尾持续时间20 ms。3.17.3.2快波前过电压 fast-front overvoltage FFO一种瞬态过电压，一般为单向的，达到峰值时间为0.1 s20 s，波尾持续时间300 s。3.17.3.3陡波前过电压 very-fast-front overvoltage VFFO 一种瞬态过电压，一般为单向的，达到峰值的时间0.1 s，有或者没有叠加的振荡，其振荡频率在30 kHz100 MHz之间。3.17.4联合过电压

17、combined voltage由同步施加于相间（或纵）绝缘的两个相端子的每一种和地之间的两个电压分量构成。它被归于具有较高峰值分量（临时、缓波前、快波前和陡波前）的一类。2.18用于实验的原则电压波形 standard voltage shapes for test下列电压波形是原则化的：注： 有关下述三个第一原则电压更具体的状况在GB/T16927.1以及表1中给出。3.18.1原则短时工频电压 standard short-duration power-frequency voltage具有频率在48 Hz到62 Hz之间，持续时间为60s的正弦电压。3.18.2原则操作冲击电压 sta

18、ndard switching impulse具有峰值时间为250 s和半峰值时间为2 500 s的冲击电压。3.18.3原则雷电冲击电压 standard lightning impulse具有波前时间为1.2 s和半峰值时间为50 s的冲击电压。3.18.4原则联合操作冲击电压 standard combined switching impulse对于相间绝缘，有着相等峰值和相反极性的两个分量的联合冲击电压。正极性分量是原则操作冲击电压，而负极性分量是峰值时间和半峰值时间不应不不小于正极性冲击电压的相应值的操作冲击电压。两个冲击应在同一瞬间达到峰值。因而联合电压的峰值是这些分量峰值之和。3

19、.18.5原则联合电压 standard combined voltage对纵绝缘，联合电压是一种端子上为原则冲击电压，另一种端子上为工频电压。冲击分量施加于反极性工频电压的峰值。2.19典型过电压repesentative overvoltage Urp 假设在绝缘上产生与在运营时由于多种因素产生的某一给定种类的过电压相似介电效应的过电压。它们由这种类别的原则波形的电压构成并可以用表达运营条件特性的一种数值或一组数值或某一频率分布值来定义。注： 此定义也合用于表达运营电压对绝缘影响的持续工频电压。2.20过电压限制装置 overvoltage limiting device用来限制过电压的峰

20、值或持续时间或两者都限制的装置。它们可以分为防护装置（如预接入电阻器）或保护装置（如避雷器）。2.21雷电（或操作）冲击保护水平 Upl或Ups lightning(or switching)impulse protective level在规定条件下，保护装置的端子上承受雷电（或操作）冲击的最大容许电压峰值。GB2900.19-942.22性能指标 peformance criterion选择绝缘的基准，以使得作用于设备上的各类电压所引起损伤设备的绝缘或影响持续运营的概率减少到经济上和运营上可接受的水平。一般用术语绝缘构造可接受的故障率（每年故障数，两次故障之间年数，故障风险率等）来表达这个

21、指标。2.23耐受电压 withstand voltage在规定的条件下进行耐压实验时施加的实验电压值，在耐压实验期间规定击穿放电次数是容许的。规定的耐受电压为：a）常用的设定耐受电压，当容许的破坏性放电的次数为零时。觉得其相相应的耐受概率100。b）记录耐受电压，当容许的破坏性放电次数与规定的耐受概率有关时。本原则中规定的概率90。注： 在本原则中，对非自恢复绝缘规定用常用的设定耐受电压；而对自恢复绝缘规定用记录耐受电压。2.24配合耐受电压 co-ordination withstand voltage Ucw在实际运营条件下，对每类电压，绝缘构造的耐受电压值满足性能指标。2.25配合因数

22、 co-ordination factor Kc为了得到配合耐受电压值，必须与典型过电压值相乘的因数。2.26原则参照大气条件 standard reference atmospheric conditions原则耐受电压合用的大气条件（见5.9）。2.27规定的耐受电压 required withstand voltage Urw 在原则耐受实验中，绝缘必须耐受的实验电压以保证绝缘满足实际运营条件下和整个运营期间内承受一给定种类过电压时的性能指标。规定的耐受电压具有配合耐受电压的波形，并规定参照所选择的所有原则耐受实验的条件来检查它。2.28大气校正因数 atmospheric correc

23、tion factor Kt用于配合耐受电压的因数，用来考虑运营时平均大气条件和原则参照大气条件之间的差别。对于所有的海拔，此因数仅合用于外绝缘。注 1：考虑了实验期间实际的大气条件和原则参照大气条件之间的差别，系数Kt容许对实验电压进行修正。对于系数Kt，考虑的大气条件有大气压力、温度和湿度。注 2：为了绝缘配合的目的，一般仅需要考虑空气压力修正。2.29海拔修正系数 altitude correction factor Ka用于配合耐受电压的的因数，用来考虑运营时海拔相应的平均压力和原则参照压力之间绝缘强度的差别。注： 海拔修正系数Ka是大气修正系数Kt的一部分。2.30安全因数 safe

24、ty factor Ks用于配合耐受电压的总的因数，应用大气校正因数后（如果需要）得到规定的耐受电压，用来考虑使用寿命期间的运营条件和原则耐受点实验时的条件之间绝缘强度的所有其他差别。2.31设备和绝缘构造的实际耐受电压 bactual withstand voltage of an equipment or insulation configuration Uaw 原则耐受电压实验中可以施加到设备和绝缘构造上的实验电压最高也许的值。2.32实验转换系数 test conversion fctorKtc对于给定的设备和绝缘构造，在选择的耐受电压实验的原则耐受波形是不同类别的过电压的波形时，用于

25、给定过电压类别规定的耐受电压的系数。注： 对一给定的设备和绝缘构造：原则电压波形（a）到原则电压波形（b）的转换系数必须高于或等于原则电压波形（a）的实际耐受电压和原则电压波形（b）的实际耐受电压的比值。2.33额定耐受电压 rated withstand voltage原则耐受电压实验中施加的实验电压值，证明绝缘满足一种或多种规定的耐受电压。是设备绝缘的额定值。2.34原则额定耐受电压 standard rated withstand voltage Uw 本原则规定了额定耐受电压的原则值（见5.6和5.7）。2.35额定绝缘水平 rated insulation level表达绝缘介电强度

26、的一组原则耐受电压。2.36原则绝缘水平 standard insulation level本原则中规定的与Um有关的一组原则额定耐受电压（见表2和表3）。2.37原则耐受电压实验 standard withstand voltage test在规定条件下，为了验证绝缘满足原则额定耐受电压所进行的绝缘实验。注 1：本原则涉及：- 短时工频电压实验；- 操作冲击实验；- 雷电冲击实验；- 联合操作冲击实验；- 联合电压实验。注 2：在GB16927.1中给出有关原则耐受电压实验更具体的资料（实验电压波形亦可见表1）。注 3：如有规定，陡波冲击原则耐受电压实验应由有关设备委员会规定。3 符号和缩写

27、3.1 概述本清单仅涉及了对于绝缘配合有用的、最频繁使用的符号和缩写。3.2 下标p-e 与相对地有关的t-t 与纵绝缘有关的max 最大的（IEC 60633）p-p 与相间有关的3.3 字母符号 频率 接地故障系数 大气修正系数 海拔修正系数 配合系数 安全系数 实验转换系数 耐受概率 波前时间 减少电压的半值时间 峰值时间 总的过电压持续时间 设备和绝缘构造的实际耐受电压 配合耐受电压 设备的最高电压 系统的标称电压 避雷器的雷电冲击保护水平 避雷器的操作冲击保护水平 典型过电压 规定的耐受电压 系统的最高电压 原则额定耐受电压3.4 缩写FFO 快波前过电压ACWV 设备或绝缘构造的原

28、则额定短时工频耐受电压LIPL 避雷器的雷电冲击保护水平SIPL 避雷器的操作冲击保护水平LIWV 设备或绝缘构造的原则额定雷电冲击耐受电压SFO 缓波前过电压SIWV 设备或绝缘构造的原则额定操作冲击耐受电压TOV 暂态过电压VFFO 陡波前过电压4 绝缘配合4.1 绝缘配合措施绝缘配合措施有拟定性法（常用法）、记录法及简化记录法。由于在实验时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进一步的研究，故绝缘配合记录法在实际应用上受到某些限制，但用于多种因素影响的敏感度分析是很有效的。当减少绝缘水平具有明显经济效益，特别是当操作过电压成为控制因素

29、时，记录法才特别有价值。因此，在本原则中记录法仅用于范畴II的设备的操作过电压下的绝缘配合。在所有电压范畴内，当设备绝缘重要是非自恢复型时，为检查耐受强度与否得到保证，一般只能加有限次数的冲击（如在给定条件下加3次），因此，尚不能考虑将绝缘故障率作为定量的设计指标，记录法至今仅用于自恢复型绝缘。4.1.1 绝缘配合措施的选择4.1.1.1 记录法设备绝缘故障具有记录特性，记录法旨在对绝缘故障率定量并将其作为绝缘设计中的一种性能指标。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。4.1.1.2 简化记录法在简化记录法中，对概率曲线的形状作了若干假定（如已知原

30、则偏差的正态分布），从压”，其概率不不小于2%，而在耐受电压曲线中则称该点的纵坐计冲击耐受电压”，设备的冲击耐受电压的参照概率取为90%。绝缘配合的简化记录法是对某类过电压在记录冲击耐受电压和记录过电压之间选用一种记录配合系数，使所拟定的绝缘故障率从系统的运营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原则5.8条的原则值中选用。4.1.1.3 拟定性法（常用法）绝缘配合的拟定性法（常用法）的原则是在常用过电压（即可接受的接近于设备安装点的预期最大过与耐受电压之间，按设备制造和电力系统的运营经验选用合适的配合系数，相应的耐受电压宜从5.7和5.8的原则值中选用。4.1.

31、2 持续工频电压和临时过电压下的绝缘配合对范畴I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营电压和临时过电压下的规定。为检查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实验，应在有关设备原则中规定，下面仅给出应遵循的一般规则。a）对正常运营条件，绝缘应能长期耐受设备最高电压。b）设备在预电压可高于，而持续时间由系统工况决定。同步应使所有元件上的作用电压与运营时的值成比例。c）在有关设备原则中期的寿命期内不致因局部放电而使绝缘明显劣化以及在最苛刻的工况下，绝缘不会失去热稳定性。为尽量符合实际，应用工频电压实验检查，实验时所加可规定设备耐受工频电压升高的容许时间，并拟定

32、有关的实验程序、实验电压及实验条件。4.1.3 操作和雷电过电压的绝缘配合在所有状况下，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、类似的系统的运营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拟定设备的相间绝缘和纵绝缘额定耐受电压的基本。4.1.3.1 雷电过电压的绝缘配合a)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KO计算选定。b)相间绝缘在所有电压范畴内，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耐受电压值。c)开关设备的纵绝缘 范畴I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

33、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，宜在开关设备原则中规定。 范畴II的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压由两个分量构成，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（0.71.0）。4.1.3.2 操作过电压下的绝缘配合a)相对地绝缘 范畴I的设备根据设备上的记录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，并取一定的配合因素KC计算、选用额定短时工频耐受电压。 范畴II的设备根据设备上的记录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，并取一定的配合因素KC计算、选用设备额定操作冲击耐受电压。b) 相间绝缘 范畴I的设备其相

34、间绝缘的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规定。 范畴II的设备其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Kpe，一般Kpe1.5。c)开关设备的纵绝缘 范畴I的设备其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，宜在开关设备原则中规定。 范畴II的设备其纵绝缘的额定操作冲击耐受电压（表3栏7）由两个分量构成，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KC选用KC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

35、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，实验条件及其他未知因素。对雷电冲击：根据国内状况，一般取KC1.4；对操作冲击：一般取KC1.15。4.2 绝缘配合程序的一般概况绝缘配合程序由选择设备的最高电压以及与之相应的、表征应用需要的设备绝缘特性的一组原则耐受电压构成。图1中画出了程序的框图，5.3到5.6描述了其环节。选择一组Uw的最佳化也许需要重新考虑某些输入数据及反复此程序的某些部分。应从5.7和5.8给出的原则额定耐受电压列表中选择额定耐受电压。所选择的这组原则电压构成额定绝缘水平。按照5.10，如果原则额定耐受电压也与相似的有关，则此组电压构成原则绝

36、缘水平。作用电压的来源和分类（3.16和3.17）过电压限制设备的保护水平(3.21)绝缘特性系统分析(5.3)典型电压和过电压Urp(3.19)绝缘特性性能指标(3.22)记录分布（+）输入数据的不精确度（+）（+）影响综合成为配合系数Kc(3.25)满足性能指标绝缘的选择(5.3)配合耐受电压Ucw（3.24)海拔修正因数Ka(或大气修正因数3.28和3.29)设备实验装配*）在生产中的分散性*）安装质量*）运营中老化*）其他未知因素*）*）影响综合成为安全系数Ks(3.30)考虑型式实验条件和实际运营条件之间差别系数的应用(5.4)规定耐受电压Urw(3.27)额定耐受电压(3.33)或

37、原则耐受电压Uw(3.34)的选择实验条件(6)实验换算因数Kt(3.32)原则耐受电压(5.7和5.8)Um的范畴(5.9)额定或原则绝缘水平Uw系列注： 括号中的是相应条款号。 规定输入的参量； 实际环节； 获得的成果。 图1 拟定额定或原则绝缘水平的流程图4.3 典型电压和过电压（）的拟定应当用涉及过电压防护和限制装置的选择和配备在内的系统分析法，按幅值、波形和持续时间来拟定作用于绝缘上的电压和过电压。对于每一类型的过电压，这种分析措施应在考虑了相应于系统中电压和过电压波形不同性能以及表1中给出的原则耐受电压实验施加的原则电压波形的绝缘特性后再拟定其典型电压和过电压。表1 过电压的类型和

38、波形，原则电压波形以及原则耐受电压实验类别低频电压瞬态电压持续临时缓波前快波前陡波前电压波形电压波形范畴f=50Hz或60HzTt3600s10Hzf500Hz0.02sTt3600s20sTp5000sT220ms0.1sT120sT2300sTf100ns0.3MHzf1100MHz30kHzf2300kHz原则电压波形f=50Hz或60HzTt*48Hzf62HzTt=60sTp=250sT22500sT1=1.2sT2=50s*原则耐压实验*短时工频实验操作冲击实验雷电冲击实验* * 由有关设备委员会规定。典型电压和过电压可以用下述表达其特性： 设定最大值，或 某一组峰值，或 峰值的完

39、整记录分布。注： 在最后一种状况下也许必须考虑过电压波形的附加特性。当觉得采用设定的最大值足够时，多种类型的典型过电压应是： 持续的工频电压：有效值等于系统最高电压，且持续时间与设备寿命相称的工频电压。 临时过电压：有效值等于临时过电压的设定最大值除以的原则短时工频电压。 缓波前过电压：具有峰值等于缓波前过电压设定最大峰值的原则操作冲击电压。 快波前过电压：具有峰值等于相对地快波前过电压设定最大峰值的原则雷电冲击电压。注： 对于三相外壳的GIS和GIL，对于给定的的绝缘水平选择其中最低的值，也许需要考虑相间过电压。 陡波前过电压：这种类型过电压的特性由有关的设备委员会来规定。 缓波前相间过电压

40、：具有峰值等于缓波前相间过电压设定最大峰值的原则联合操作冲击电压。 缓波前或快波前纵向过电压：由原则操作或雷电冲击电压和工频电压构成的一种联合电压，其每一分量的峰值分别等于相相应的设定最大峰值，而其冲击的峰值时刻与反极性工频峰值时刻相一致。4.4 配合耐受电压（）的拟定配合耐受电压的拟定是由在运营条件下当遭受到典型过电压作用时拟定满足性能指标的绝缘耐受电压的最低值。绝缘的配合耐受电压具有相应类型的典型过电压的波形，其值由典型过电压值乘以配合系数得到。配合系数值取决于根据经验对典型过电压的估计精确性或根据记录措施估算的过电压和绝缘特性的分布。配合耐受电压可用常用设定耐受电压或记录电压来拟定。这影

41、响了拟定程序和配合因数的值。过电压过程的模拟与运用有关的绝缘特性同步估算的失效风险相结合，容许不经拟定典型过电压的中间环节而直接拟定记录配合耐受电压。4.5 规定的耐受电压（）的拟定绝缘所规定的耐受电压的拟定，由把配合耐受电压转换到合适的原则实验条件构成。用配合耐受电压乘以补偿绝缘在实际运营和原则耐受实验时的条件间的差别的系数来达到。施加的系数应通过大气修正系数来补偿大气条件以及通过安全系数补偿下述影响。安全系数中涉及的影响有： 设备总装中的差别； 产品质量的分散性； 安装的质量； 在预期寿命期间绝缘的老化； 其他未知影响。然而，如果这些影响不能逐个地估算，应采用根据经验得出的总的安全系数（见

42、GB/T311.2）。大气修正系数仅合用于外绝缘。施加的应考虑原则参照大气条件和预期的运营条件之间的差别。对于海拔修正，海拔修正系数仅考虑了所合用的海拔相应的平均空气压力。无论海拔如何，都必须施加海拔修正系数。4.6 额定绝缘水平的选择额定绝缘水平的选择是指选用足以证明满足所有所规定的耐受电压最经济的一组绝缘的原则额定耐受电压（）设备最高电压选为等于或高于设备所安装的系统的最高电压的下一种原则值。对于安装在与绝缘有关的正常环境条件中的设备，至少应等于。对于安装在与绝缘有关的正常环境条件以外的设备，根据所波及的特殊需要，可以选择高于下一种等于或高于的原则值。注： 作为例子，如果设备安装在海拔高于

43、1 000 m的场合，为了补偿外绝缘耐受电压的减少，也许浮现选择的高于下一等于或高于的原则值。实验的原则化以及证明满足的有关实验电压的选择，由有关的设备委员会完毕（如污秽实验、局部放电实验等）。为了验证满足规定的临时、缓波前及快波前耐受电压的耐受电压，对于相对地、相间和纵绝缘的耐受电压的波形可与规定耐受电压的波形相似，也可以不同，最后应根据绝缘的固有特性来选用。额定耐受电压值应从5.7和5.8给出的原则额定耐受电压的系列中选用等于或高于下述状况的下一种原则值： 相似波形状况下所规定的耐压值； 在不同波形状况下所规定的耐受电压乘以有关的实验转换系数。注： 容许采用单个原则额定耐受电压验证满足多种

44、规定的耐受电压，于是给出减少额定耐受电压数量的也许性，即规定一种额定绝缘水平（例如，见5.10）。对于用于正常环境条件的设备，额定绝缘水平应优先从与合用的设备最高电压相应的表2和表3中选用，以满足这些额定耐受电压。验证满足陡波前所规定耐受电压的原则额定耐受电压的选择应由有关的设备委员会考虑。对于避雷器，绝缘外管规定的耐受电压基于按照设备原则GB11032采用合适的安全系数后的保护水平和。因此，总的来说，耐受电压不应从5.7和5.8的清单中选用。4.7 原则额定短时工频耐受电压系列下列为原则化了的以kV表达的工频电压有效值：10，20，28，38，50，70，95，115，140，185，23O

45、，275，325，36O，395，46O,510，570，630，680，710，740，790，830，880，960，975，1050，1100，1200。4.8 原则额定冲击耐受电压的清单下列为原则化了的以kV表达的耐受电压峰值：20，40，60，75，95，125，145，17O，200，25O，325，380，450，550，650，75O，85O，95O，1 05O，1 175，1 300，1 425，1 55O，1 675，1 800，1 950，2 100，2 25O，2 400，2 550，2700，2900，3100。4.9 设备最高电压的范畴设备最高电压分为两个范畴：范畴

46、：1 kV以上252 kV及如下（表2）。此范畴涉及输电和配电系统。因此，这种不同运营方式应在选择设备额定绝缘水平时予以考虑。范畴：252 kV以上（表3）。此范畴重要为输电系统。4.10 原则绝缘水平的选择为了加强原则化以及充足运用按原则设计的系统的运营经验，原则额定耐受电压与设备的最高电压之间的关联已原则化。原则额定耐受电压与设备的最高电压有关联，对范畴I按表2，范畴按表3。这些原则额定耐受电压对于正常环境条件有效且已经修正到原则参照大气条件。只有表中同一横栏中的一组绝缘水平才干构成原则绝缘水平。此外，下面是相间绝缘和纵绝缘原则化的组合： 对于范畴I内的相间绝缘，原则额定短时工频和雷电冲击

47、相间耐受电压等于相应的相对地耐受电压（表2）。然而，在括号内的数值也许局限性以证明满足所规定的耐受电压而也许需要附加相间耐受电压实验。 对于范畴内的相间绝缘，相间原则雷电冲击耐受电压等于相对地雷电冲击耐受电压。 对于范畴I内的纵绝缘，原则额定短时工频和雷电冲击耐受电压等于相应的相对地耐受电压（表2）。 对于范畴内的纵绝缘，联合耐受电压的原则操作冲击分量在表3中给出，而反极性工频分量的峰值为。 对于范畴内的纵绝缘，联合耐受电压的原则雷电冲击分量等于相应的相对地耐受电压（表3），而反极性工频分量的峰值为(0.71.0)。考虑到不同的性能指标或过电压类型，对大多数设备的最高电压可估计到不只一种优先选

48、用的组合。对此种优先选用的组合，仅两种原则额定耐受电压足以拟定设备的额定绝缘水平： 对于范畴I内的设备：a）原则额定雷电冲击耐受电压，和b）原则额定短时工频耐受电压。 对于范畴内的设备：a）原则额定操作冲击耐受电压，和b）原则额定雷电冲击耐受电压。如果通过技术上和经济上的论证也可以采用其他组合。在每一种状况中应遵循5.1至5.9中的建议。因此，把最后得到的这组原则额定耐受电压称为额定绝缘水平。特殊的例子是： 外绝缘，对范畴I内较高的值，规定用原则额定操作冲击耐受电压替代原则额定短时工频耐受电压也许更经济。 对范畴内的内绝缘，高的临时过电压也许规定原则额定短时工频耐受电压。4.10.1 设备的绝

49、缘水平与所考虑的设备类型有关,并且无论用记录法或常用法，这些绝缘水平都可选用。4.10.2 对同一设备最高电压，有的在表2和表3中给出两个及以上的绝缘水平。在选用设备的额定耐受电压及其组合时应考虑到电网构造及过电压水平、过电压保护装置的配备及其性能、设备类型及绝缘特性、可接受的绝缘故障率等。4.10.3 在某些状况下，也许需要不同于表2或表3中的额定耐受电压值，此时宜从本原则5.7和5.8的原则值中选用。4.10.4 各类输变电设备,可取与变压器相似的或高某些的绝缘水平,应在有关设备原则中规定.为便于制定有关设备原则。表4和表5分类给出设备的额定耐受电压值。4.10.4.1 各类设备的额定雷电

50、冲击耐受电压列于表4。对变压器类设备应进行雷电冲击截波耐受电压实验，其幅值可比额定雷电冲击耐受电压值高10%左右。截波刺激实验系统的构成应使记录的冲击截波的跌落时间尽量短。截波过零系数不不小于0.3；截断跌落时间一般不不小于0.7ms。4.10.4.2 各类设备的短时工频耐受电压列于表5。4.10.4.3 分级绝缘电力变压器中性点的绝缘水平列于表6。表2 范畴（1 kV252 kV）的原则绝缘水平 kV系统标称电压（有效值）设备最高电压（有效值）额定雷电冲击耐受电压（峰值）额定短时工频耐受电压（有效值）系列I系列II33.620401867.24060251012.060759030/423)

51、; 351517.5759510540; 452024.09512550; 553540.5185/)80/953); 856672.5325140110126450/4801)185; 200220252(750)2)(325)2)850360950395(1 050)2)(460)2)注: 系统标称电压3-15kV所相应设备的系列I的绝缘水平,在国内仅用于中性点直接接地系统。1) 该栏斜线下之数据仅用于变压器类设备的内绝缘。2) 220kV设备，括号内的数据不推荐采用。3) 为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。表3 范畴（252 kV）的原则绝缘水平 kV系统标称电压(有效值)设备最高电压

52、(有效值)额定操作冲击耐受电压（峰值）额定雷电冲击耐受电压（峰值）额定短时工频耐受电压（有效值）相对地相间相间与相对地之比纵绝缘2)相对地纵绝缘相对地123456789103)33036385013001.50950850(+295)1)1050见5.9规定(460)95014251.501175(510)500550105016751.6011751050(+450)1)1425(630)117518001.501550(680)1675(740)750800142524201.7015501425(+650)1)1950(900)155026351.702100(960)100011001

53、67525101.5018001675(+900)1)2250(1100)/(1200)180027001.5024001） 7中括号中之数值是加在同一极相应端子上的反极性工频电压的峰值。2） 绝缘的操作冲击耐受电压选用栏6或栏7之数值，决定于设备的工作条件，在有关设备原则中规定。3） 栏10括号内之短时工频耐受电压值，仅供参照。表4 各类设备的雷电冲击耐受电压 kV系统标称电压（有效值）设备最高电压（有效值）额定雷电冲击耐受电压（峰值）截断雷电冲击耐受电压（峰值）变压器并联电抗器耦合电容器、电压互感器高压电力电缆高压电器母线支柱绝缘子、穿墙套管变压器类设备的内绝缘33.6404040-404

54、04567.2606060-6060651012757575-757585151810510510510510510511520241251251251251251251403540.5185/)185/)185/)2001851852206672.5325325325325325325360350350350350350350385110126450/4801)450/4801)450/4801)450450450530550550550550220252850850850850850850950950950950950105095095010503303631050105010501175

55、11751175117511751300117511751300500550142514251425142515501550155015501550155015501675167516751675167516757508001950195019501950195019502145210021002100210021002310100011002250225022502250225022502475240024002400240024002640注：1) 斜线下之数据仅用于该类设备的内绝缘。2) 对高压电力电缆是指热态状态下的耐受电压。表5 各类设备的短时（1min）工频耐受电压（有效值） kV

56、系统标称电压（有效值）设备最高电压（有效值）内、外绝缘（干试与湿试）母线支柱绝缘子变压器并联电抗器耦合电容器、高压电器、电压互感器和穿墙套管高压电力电缆湿试干试1231）41）52）62）7833.6181818/25182567.2252523/302332101230/3530/3530/423042151840/4540/4540/5540/454057202450/5550/5550/6550/5550683540.580/8580/8580/9580/85801006672.5140160140160140160140160140160165185110126185/200185/2

57、00185/200185/200185265220252360360360360360450395395395395395495460330363460460460460510510510510570500550630630630630680680680680740740750800900900900900960960100011001100110011001100注：表中3301000kV设备之短时工频耐受电压仅供参照。1) 该栏斜线下之数据为该类设备的内绝缘和外绝缘干状态之耐受电压。2) 该栏斜线下的数据为该类设备的外绝缘干耐受电压。表6 电力变压器中性点绝缘水平系统标称电压（有效值）设备最高电压（有效