GB31111997《高压输变电设备的绝缘配合》docx.docx

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GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合2007-08-2819:

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GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合（tttOOl制作，网络首发全word版木）

前言

本标准是非等效国际电工委员会IEC71-1：

1993《绝缘配合第1部分：

定义、原理和原则》对GB311.1-83《高压输变电设备的绝缘配合》进行修订的。

主耍的修订内容有：

1）标准中除设备的相对绝缘外,还增列了相间绝缘和纵绝缘;

2）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GIS中隔离开关操作引起的，后者则分別作用丁相间绝缘和纵绝缘。

相应的试验电压类型增加了“陡波前冲击试验”（任考虑中）和“联介电压试验”：

3）据［EC71-1给出了各类作用电压的典型波形（图1）：

4）对10kV和35kV的设备的外绝缘干状态下短时「•频耐受电斥的数值分别提高到42kV和95kV,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，绝缘水平主耍是由雷电冲击耐受电压决定的；

5）据IEC71-1增加3/9次冲击耐受电斥试验程序（6.3.2）：

6）对变床器类设备的截断冲击，提高了跌落时间，一般不大于0.7us,截波过零系数不大0.3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IEC71-1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:

①IEC71-1：

1993为说明绝缘配合的过程引入了多个“耐受电压”的术语和配介程序图，这虽对理解绝缘配介过程有一定帮助，但过丁•烦琐，未丁•采用：

®Um<72.5kV设备的外绝缘干状态短时匸频耐受电斥比IEC71-1中的规定值高；③范闱II的设备纵绝缘的额定雷电冲击耐受电斥的反极性「•频电压的幅值为（0.7、1.0）Um,IEC71-1中规定仅为0.7Um,也偏高。

故本标准只能为非等效采用IEC71-lo

本标准自实施之日起,代替GB311.1-83。

本标准由中华人民共和国机械「•业部提出o

本标准由全国高斥试验技术和绝缘配合标准化技术委员会归口。

本标准由西安高斥电器研究所和武汉烏床研究所负责起草。

本标准主耍起草人：

冯昌远、朱家骊、谷定燮、王秉钧、潘炳宇、郁祖培、戈东方。

中华人民共和国国家标准

高斥输变电设备的绝缘配介

Insulationco-ordinationforhighvoltagetransmissionanddistributionequipment

GB311.1-1997

neqIEC71-1:

1993

代替GB311.1-83

1主题内容与适用范围

1.1主题内容

本标准规定了三相交流系统中的高床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斥的选择原则，并给出了供通常选用的标准化的耐受电床值。

在制定各设备标准时，应根据本标准的要求，规迳适合「该类设备的额定耐受电压和试验程序。

1.2适用范鬧

1.2.1本标准适用于设备最高电床大于lkV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。

a）变床器类：

电力变斥器、并联电抗器、消弧线圈和电磁式电床互感器：

b）高压电器：

断路器、隔离开关、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；

c）组介式（箱式）变电站;

d）电力电容器：

耦合电容器（包括电容式电斥互感器）、并联电容器、交流滤波电容器：

e）高斥电力电缆：

f）变电站绝缘子、穿墙套管；

g）阀式避雷器绝缘外套。

1.2.2本标准不适用丁

a）安装在严雨污秽或带有对绝缘有害的气体、蒸汽、化学沉积物的场介下的设备；

b）相对湿度较鳥且易出现凝露场介的户内设备。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准屮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。

GB156-1993标准电压

GB/T16927.1-1997高电床试验技术第一部分：

一般试验要求

GB/T16927.2-1997高电床试验技术第二部分：

测最系统

GB11032-89交流无间隙金属氧化物避雷器

GB7327-87交流系统用碳化硅阀式避雷器

GB2900.19-94电「•术语高电斥试验技术和绝缘配合

GB311.7-88高压输变电设备的绝缘配合使用导则

3使用条件

3.1标准参考大气条件

标准参考大气条件为：

——温度t0=20°C

压力pO-101.3kPa

绝对湿度h0=llg/m3

本标准规定的额定耐受电圧均为相应丁•标准参考大气条件下的数值。

3.2正常使用条件

本标准规定的额定耐受电丿E,适用丁•下列使用条件下运行的设备：

a）周闱环境最鳥空气温度不超过40°C

b）安装地点的海拔尚度不超过lOOOmo

3.3对周闌环境空气温度高丁TOC处的役备，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Kt

—屮吨（―映式中：

t_环境空气温此J

3.4对用于海拔高T*1000m,但不超过4000m处的设备的外绝缘及干式变压器的绝缘，海拔每升高100m,绝缘强度约降低1%,在海拔不aT-1000m的地点试验时，其试验电压应按木标准规定的额定耐受电斥乘以海拔校止因数Ka

益=——〜

1.1-//X10"式中：

H——设备安装地点的海拔高度，m。

3.5设备适用的电力系统中性点的接地方式，最高电压72.5kV及以下为非有效接地系统或有效（直接）接地系统，最高电床126kV及以上应为有效（H接）接地系统。

4绝缘配介棊本原则

4.1绝缘配合

考虑的采用的过电斥保护措施后，决定设备上可能的作用电丿E,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介理性两方而确定设备的绝缘水平。

4.2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：

——持续匸频电床（其値不超过设备绘高电夺Um,持续时间等于设备设计的运行寿命）；

暂时过电斥（包括匸频电斥升高、谐振过电HO：

——缓波前（操作）过电斥；

——快波前（雷电）过电压；

——陡波前过电床；

——联合过电斥。

各类作用电压的典型波形如图lo

4.3设备垠离电压Um的范囤

范朗I：

lkVMUmW252kV

范围II：

Um>252kV

4.4绝缘试验

4.4.1绝缘试验类型

图1各类作用电压的典熨波形

本标准中考虑了下述儿类绝缘试验:

a）短时仃m血）匸频试验；

b）长时间工频试验，

c）操作冲击试验：

d）雷电冲击试验;

e）陡波前冲击试验:

f）联介电压试验。

操作和雷电冲击试验可以是耐受试验，也可以是50%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50%破坏性放电电压的测帚值中推出，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圧仅给岀一般规定，供制定各类设备标准时考虑。

4.4.2绝缘试验类型的选择

在本标准中，对不同的电用范怜I，选用不同类型的绝缘试验。

设备的类熨也会影响试验类型的选择。

4.4.2.1范I的设备在持续工频电斥、暂时过电斥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來检验。

在雷电过电斥下，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，宜作长时间匸频电床试验，并测帚局部放电最。

长时间工频电床试验在有关设备标准中规定。

注：

220RV变床器一般耍作长时间工频电用试验。

4.4.2.2范围II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空的试验予以检验。

在持续工频电｝：

^M时过电丿玉卜，设备对老

化或污秽的适应性宜用长时间「•频试验检验，并测量局部放电量。

长时间「•频电压试验在有关役备标准中规定。

在操作过电斥下设备的绝缘性能用操作冲击试验检验。

在雷电过电斥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。

4.4.2.3开关设备的纵绝缘，按不同的电床范闱，选用不同的绝缘试验类型：

a）范用I的开关设备的纵绝缘性能用短时「.频电斥和需电冲击电用或联合电压试验检验。

b）范|料II的开关设备的纵绝缘性能用雷电、操作冲击电斥和「•频电斥的联合电压试验检验。

4.4.2.4设备在陡波前过电压下的绝缘性能用陡波前冲击电斥试验检验。

关于陡波询冲击试验的规定，在考虑中。

4.5绝缘配合方法的选择

绝缘配合方法冇确定性法（惯用法），统计法及简化统计法。

由丁•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，并需对系统的过电爪进行广泛深入的研究，故绝缘配介统计法在实际应用上受到某些限制，但用丁•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，特别足当操作过电压成为控制因素时，统计法才特别有价值。

因此，在木标准中统计法仅用丁•范围【I的设备的操作过电床下的绝缘配合。

在所有电床范用内，当设备绝缘主耍是非鬥恢复熨时，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（如金给定条件下加3次），因此，尚不能考虑将绝缘故障率作为定最的设计指标，统计法至今仅用丁•I'l恢复型绝缘。

4.5.1统计法

设备绝缘故障具有统计特性，统计法钉在对绝缘故障率定最并将其作为绝缘设计中的一个性能指当对某种过电斥计算绝缘故障率时，需要给出此过电斥及设备的绝缘特性网者各自的分布规律。

〃简化统计法屮，对概率Illi线的形状作了若干假定（如己知标准偏差的止态分布），从而可用与一给魁概率相对应的点來代表•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T2%,而在耐受电压曲线中则称该点的纵处标为“统计冲击耐受电床”，设备的冲击耐受电斥的参考概率取为90%o

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床和统计过电床Z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來看是可以接受的。

额定操作和雷电冲击耐受电斥宜从本标准5.2条的标准值中选取。

4.5.3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（即可接受的接近丁设备安装点的预期最大过电床）与耐受电床之间，按设备制造和电力系统的运行经验选取适宜的配合系数，相应的耐受电床宜从5.1.5.2的标准值中选取。

4.6持续工频电压和暂时过电压下的绝缘配合

对范閘I的设备所规泄的短时工频耐受电压，一般均能满足在止常运行电压和暂时过电压下的耍求。

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，下而仅给出应遵循的一册规则。

4.6.1对止常运行条件，绝缘应能长期耐受设备垠高电压。

4.6.2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匸况下，绝缘不会火去热稳定性。

为尽可能符合实际，应用匚频电斥试验检验，试验时所加电压可高丁，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。

4.6.3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