高压输变电设备的绝缘配合使用导则

中华人民共和国国家标准
高压输变电设备的绝缘配合使用导则
UDC621.316.9
Applicationguideforinsulationco-ordination：621.311
ofhighvoltagetransmissionandGB311.7—88
transformationequipment
国家标准局1988-06-20批准1989-01-01实施
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，应答应使用。
与GB311.1相对应，本导则按额定电压分下列两个范围论述。
a.3～220kV；
b.330～500kV。
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。
“操作过电压”、“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

注：①严格讲，过电压即使服从正态分布，也应是双侧切断的，因为操作过电压的下限不小于1.0p.u.,而超出某一上限值的过电压，也将因概率很小，事实上不会出现。但为了便于处理数据。估计分布参数，以及计算故障率，式(1)中用不切断的正态分布概率密度函数。
②取统计过电压出现的概率不大于2的原因见7.2条。
③如仅为近似估计故障率和统计过电压，当数据足够多时，也可以不对过电压分布规律进行假设检验，例如根据过电压出现的频率直方图计算故障率，根据所得数据直接估计Us等。
3绝缘耐受能力
3.1概述
3.1.1自恢复和非自恢复绝缘
根据绝缘在试验中发生破坏性放电的特征，在GB311.1中把绝缘分成自恢复绝缘和非自恢复绝缘。
事实上，一台设备的绝缘结构总是自恢复和非自恢复两部分组成的。因此，一般不能简单地把一台设备的绝缘说成是自恢复或非自恢复型的。仅当在所有感爱好的电压范围内，在一台设备的非自恢复绝缘部分发生沿面或贯穿性放电的概率可以忽略不计时(此时整台设备的放电概率与其自恢复绝缘部分的放电概率一致)，才可以称其绝缘为自恢复型的，或者相反。
对自恢复绝缘，可在有一定放电概率的条件下进行试验，例如用超过额定冲击耐受水平的电压决定放电概率与所加电压的相互关系，可直接获得较多的设备绝缘特性的数据。
对非自恢复绝缘多次加某一电压，如额定冲击耐受电压，绝缘虽未必放电，但可能发生不可逆的劣化，故对非自恢复绝缘只能施加有限次数的冲击进行试验。应注重，绝缘类型的不同，只决定了试验类型的不同，并不要求两者具有不同的冲击耐受水平。这是因为制造厂已考虑到非自恢复绝缘试验时发生损坏的重大经济后果，在设计时已注重到应使设备能有很高的概率通过试验。
3.1.2试验类型的选择
对自恢复绝缘(如隔离开关的绝缘)应按GB311.1中的4.4条进行50破坏性放电试验。
对同时具有恢复和非自恢复绝缘，但又不能分开试验的设备(如某些类型的套管和互感器)，为了验证其自恢复部分的绝缘强度，并为避免过多次的冲击使非自恢复部分劣化的可能性，应限制加压的次数，按GB311.1中的4.5条进行15次冲击耐压试验。
对主要为非自恢复绝缘的设备(如电力变压器)，则应按GB311.1中的4.6条进行惯用冲击耐压试验，但若其自恢复绝缘部分(如某些类型的套管)可单独进行试验时，则应按GB311.1中的4.4条进行试验。
本导则的附录B讨论了GB311.1中的4.4、4.5条和4.6条几种试验的有效性。
3.2在工频电压和暂时过电压下的绝缘性能
通常，仅当设备绝缘特性的逐步劣化或严重的环境条件使绝缘能力异常地下降时，才会使它在正常运行工频电压和暂时过电压下击穿。
设备绝缘的污秽程度对绝缘性能的影响，严格讲是随机的但由于碰到的困难、对于受到污染的绝缘在工频电压、暂时过电压下的绝缘性能及对绝缘的要求，一般不用统计的概念。
3.3在冲击电压下自恢复绝缘破坏性放电的概率
给定的绝缘对一定波形和幅值U的冲击电压的耐受能力，在大多数情况下，是一个随机现象，只能按统计的方法用一条所加电压与放电(或耐受)概率间相互关系的曲线来表示，通常假定为正态概率分布曲线。
设在某一气象条件下，于时刻t进行试验，在试验持续时间Δt的范围内绝缘状况恒定，则可对绝缘施加波形，极性均不变，时间间隔(应足以使绝缘恢复初始状态)一定的冲击电压，按GB311.3中4.2条给出的方法进行试验，并按GB311.2中3.3条给出的大气校正因数将所得结果化为标准大气条件下的值，即可求得相应的绝缘50放电电压Ut50和放电电压的变异系数σt。
Ut50与统计耐受电压Uw(相应于放电概率为10的电压Ut10)的关系可表示为