民用和工业电力过电压保护设计装置标准规范.docx
《民用和工业电力过电压保护设计装置标准规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《民用和工业电力过电压保护设计装置标准规范.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
民用和工业电力过电压保护设计装置标准规范
民用和工业电力过电压保护设计装置规范
主编部门：
中华人民共和国水利电力部
批准部门：
中华人民共和国国家筹划委员会
试行日期：
1984年6月1日
关于颁发《工业与民用供电系统设计规范》、《工业与民用35千伏变电所设计规范》等十四本设计规范告知
计标［1983］1659号
依照原国家建委（71）建革函字第150号告知规定，分别由水利电力部、机械工业部会同关于单位共同编制《工业与民用供电系统设计规范》、《工业与民用35千伏变电所设计规范》等十四本设计规范，已关于部门会审。
现批准这十四本设计规范为国标，自1984年6月1日起试行。
十四本规范名称、编号及其管理单位如下：
一、《工业与民用供电系统设计规范》GBJ52－83，由机械工业部管理，其详细解释等工作，由机械工业部第二设计研究院负责。
二、《工业与民用10千伏及如下变电所设计规范》GBJ53－83，由机械工业部管理，其详细解释等工作，由机械工业部第八设计研究院负责。
三、《低压配电装置及线路设计规范》GBJ54－83，由机械工业部管理，其详细解释等工作，由机械工业部第八设计研究院负责。
四、《工业与民用通用设备电力装置设计规范》GBJ55－83,由机械工业部管理,其详细解释等工作，由机械工业部第七设计研究院负责。
五、《电热设备电力装置设计规范》GBJ56－83，由机械工业部管理，其详细解释等工作，由机械工业部设计研究总院负责。
六、《建筑防雷设计规范》GBJ57－83，由机械工业部管理，其详细解释等工作，由机械工业部设计研究总院负责。
七、《爆炸和火灾危险场合电力装置设计规范》GBJ58－83，由化工部管理，其详细解释等工作，由化工部化工设计公司负责。
八、《工业与民用35千伏变电所设计规范》GBJ59－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部华东电力设计院负责。
九、《工业与民用35千伏高压配电装置设计规范》GBJ60－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部西北电力设计院负责。
十、《工业与民用35千伏及如下架空电力线路设计规范》GBJ61－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部北京供电局负责。
十一、《工业与民用电力装置继电保护和自动装置设计规范》GBJ62－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部东北电力设计院负责。
十二、《工业与民用电力装置电气测量仪表装置设计规范》GBJ63－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部西南电力设计院负责。
十三、《工业与民用电力装置过电压保护设计规范》GBJ64－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部电力科学研究院高压研究所负责。
十四、《工业与民用电力装置接地设计规范》GBJ65－83，由水利电力部管理，其详细解释等工作，由水利电力部电力科学研究院高压研究所负责。
弃乱青春http:
//m.jiezhong.org/info-163/
国家筹划委员会
1983年11月7日
编制阐明
本规范是依照原国家基本建设委员会（71）建革函字第150号告知，由原水利电力部规划设计管理局会同关于单位共同编制。
在编制过程中，曾进行了广泛调查研究，总结了建国以来过电压保护设计和生产运营经验，广泛征求了全国关于单位意见，并会同关于部门审查、修改后定稿。
本规范重要内容涉及：
总则、避雷针和避雷线、过电压保护装置、架空线路保护、变电所（配电所）保护、架空配电网保护、旋转电机保护、其她设备保护。
鉴于本规范是第一次编制，有些内容尚有待于在此后工作实践中进行补充和提高。
在试行本规范过程中，如发现需要修改或补充时，请将意见和资料径寄水利电力部电科院高压所并抄送我部电力规划设计院，以供此后修订时参照。
水利电力部
1983年10月
重要符号
R——工频接地电阻；
Rch——冲击接地电阻；
τt——雷电流波头长度；
D——两避雷针、避雷线间距离；
D′——避雷针与等效避雷针间距离；
f——通过两支等高避雷针顶点和保护范畴上部边沿最低点圆弧弓高；
h——避雷针、避雷线高度，避雷针校验点高度，保护变电所用避雷线高度；
ha——避雷针、避雷线有效高度；
hx——被保护物高度；
ho——两等高避雷针、避雷线间保护范畴上部边沿最低点高度或两等高避雷针间假想避雷针高度；
l——档距长度；
lb——进线保护段长度；
△l——避雷线上校验雷击点与接地支柱间或近来支柱间距离；
l2——避雷线上校验雷击点与另一端支柱间距离；
bx——两针间在h
x水平面上保护范畴一侧最小宽度；
Ro——通过两避雷针（避雷线）顶点以及两针（线）间保护范畴上部边沿最低点圆半径；
r——避雷针在地面上保护半径；
rx——避雷针在hx水平面上保护半径；
Sk——避雷针、避雷线与被保护物间空气中距离；
Sd——避雷针、避雷线与被保护物间地中距离；
p——避雷针、避雷线高度影响系数；
β′——避雷线分流系数。
第一章 总则
第1.0.1条电力装置过电压保护设计，必要认真执行国家技术经济政策，并应做到：
保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。
第1.0.2条电力装置过电压保护设计，应依照工程特点、规模和发展规划、雷电活动状况等，合理地拟定设计方案。
雷电活动特殊强烈地区，还应依照本地实践经验，恰当加强防雷办法。
第1.0.3条本规范合用于工业、交通、电力、邮电、财贸、文教等各行业35千伏及如下电力装置过电压保护设计。
第1.0.4条电力装置过电压保护设计，尚应符合现行关于国标和规范规定。
第二章 避雷针和避雷线
第2.0.1条单支避雷针保护范畴，应按下列办法拟定（图2.0.1）：
一、避雷针在地面上保护半径，应按下式计算：
r＝1.5h （2.0.1－1）
式中r——保护半径（米）；
h——避雷针高度（米）。
二、在被保护物高度hx水平面上保护半径，应按下式拟定：
1当hx≥h/2时，
式中rx——避雷针在hx水平面上保护半径（米）；
hx——被保护物高度（米）；
ha——避雷针有效高度（米）；
p——高度影响系数，h≤30米，P＝1；30＜h≤120米，
2当hx＜h/2时，
第2.0.2条两支等高避雷针保护范畴，应按下列办法拟定（图2.0.2）：
一、两针外侧保护范畴，应按单支避雷针计算办法拟定。
二、两针间保护范畴，应按通过两针顶点及保护范畴上部边沿最低点O圆弧拟定，圆弧半径为Ro。
O点为假想避雷针顶点，其高度应按下式计算：
式中ho——两针间保护范畴上部边沿最低点高度（米）；
D——两避雷针间距离（米）。
两针间hx水平面上保护范畴一侧最小宽度，应按下式计算：
bx＝1.5（ho－hx）（2.0.2－2）
式中bx——保护范畴一侧最小宽度（米）；当D＝7hap时，bx＝0。
求得bx后，可按图2.0.2绘出两针间保护范畴。
保护变电所用避雷针，两针间距离与针高之比D/h不适当不不大于5。
但保护第一类工业建筑物和构筑物用避雷针，D/h不适当不不大于4。
第2.0.3条多支等高避雷针保护范畴，应按下列办法拟定（图2.0.3－1、2.0.3－2）：
一、三支等高避雷针所形成三角形外侧保护范畴，应分别按两支等高避雷针计算办法拟定。
如在三角形内被保护物最大高度hx水平面上，各相邻避雷针间保护范畴一侧最小宽度bx≥0时，则所有面积受到保护。
二、四支及以上等高避雷针所形成四角形或多角形，可先将其提成两个或数个三角形，然后分别按三支等高避雷针办法计算。
如各边保护范畴一侧最小宽度bx≥0，则所有面积即受到保护。
第2.0.4条保护电力装置用单根避雷线，在hx水平面上每侧保护范畴宽度（端部保护半径与其相等），应按下列公式拟定（图2.0.4）：
式中rx——每侧保护范畴宽度（米）。
第2.0.5条保护电力装置用两根等高平行避雷线保护范畴，应按下列办法拟定（图2.0.5）：
一、两避雷线外侧保护范畴，应按单根避雷线计算办法拟定。
二、两避雷线间各横截面保护范畴，应由通过两避雷线1、2点及保护范畴边沿最低点0圆弧拟定。
0点高度应按下式计算：
式中ho——两避雷线间保护范畴上部边沿最低点高度（米）；
D——两避雷线间距离（米）；
h——避雷线高度（米）。
三、两避雷线端部保护范畴，可按两支等高避雷针计算办法拟定，等效避雷针高度可近似取避雷线悬点高度80。
第2.0.6条不等高避雷针、避雷线保护范畴，应按下列办法拟定（图2.0.6）。
一、两支不等高避雷针外侧保护范畴，应分别按单支避雷针计算办法拟定。
二、两支不等高避雷针间保护范畴，应按单支避雷针计算办法，先拟定较高避雷针1保护范畴，然后由较低避雷针2顶点，作水平线与避雷针1保护范畴相交于点3，取点3为等效避雷针顶点，再按两支等高避雷针计算办法拟定避雷针2和3间保护范畴。
通过避雷针2、3顶点及保护范畴上部边沿最低点圆弧，其弓高应按下式计算：
式中f——圆弧弓高（米）；
D′——避雷针2和等效避雷针3间距离（米）。
三、对多支不等高避雷针所形成多角形，各相邻两避雷针外侧保护范畴，按两支不等高避雷针计算办法拟定；三支不等高避雷针，如在三角形内被保护物最大高度hx水平面上，各相邻避雷针间保护范畴一侧最小宽度bx≥0，则所有面积即受到保护；四支及以上不等高避雷针所形成多角形，其内侧保护范畴，可仿照等高避雷针办法拟定。
四、两根不等高避雷线各横截面保护范畴，应依照两支不等高避雷针办法，按公式（2.0.6）计算。
第2.0.7条保护电力装置用山地和坡地上避雷针，由于地形、地质、气象及雷电活动复杂性，避雷针保护范畴应有所减小。
避雷针保护范畴可按本规范公式（2.0.1－1）、（2.0.1－2）、（2.0.1－3）、（2.0.2-2）计算成果乘以系数0.75求得，本规范公式（2.0.2－1）可修改为
；本规范公式（2.0.6）可修改为
。
运用山势设立远离被保护物避雷针，不得作为重要保护装置。
保护建筑物、构筑物用山地和坡地上避雷针、避雷线，其保护范畴宜分别减小为相应保护范畴75，本规范公式（2.0.2－1）、（2.0.2－2）亦可分别修修改为
而本规范公式（2.0.5）可修改为
独立避雷针、避雷线应尽量接近建筑物、构筑物装设，但独立避雷针、避雷线与建筑物、构筑物距离，应符合防止反击规定。
运用山势设立远离建筑物、构筑物避雷针、避雷线，不得作为对第一、二类工业建筑物、构筑物和民用第一类建筑物、构筑物重要保护装置。
第2.0.8条互相接近避雷针和避雷线，可按联合保护作用拟定其保护范畴。
联合保护范畴，可近似将避雷线上各点看作等效避雷针，其等效高度可取该点避雷线高度80%，然后分别按两针办法计算。
第三章 过电压保护装置
第一节 阀型避雷器
第3.1.1条中性点非直接接地电力网中，阀型避雷器灭弧电压不应低于设备最高运营线电压。
保护旋转电机中性点绝缘阀型避雷器，额定电压不应低于电机运营时最高相电压。
第二节 管型避雷器
第3.2.1条在选取管型避雷器时，开断续流上限，考虑非周期分量，不得不大于安装处短路电流最大有效值；开断续流下限，不考虑非周期分量，不得不不大于安装处短路电流也许最小值。
第3.2.2条管型避雷器外间隙，在符合保护规定条件下，应采用较大数值。
管型避雷器外间隙普通采用表3.2.2所列数值。
管型避雷器外间隙数值（毫米） 表3.2.2
额定电压（千伏）
3
6
10
20
35
外间隙最小数据
8
10
15
60
100
GB1外间隙最大数据
-
-
-
150～200
250～300
注：
表中GB1指用于变电所进线段首端管型避雷器。
为减少管型避雷器GB1在反击时动作，应减少GB1与避雷线总接地电阻，并增大GB1外间隙，普通可增大到表1所列GB1外间隙最大数值。
第三节 保护间隙
第3.3.1条如管型避雷器灭弧能力不能符合规定，可采用保护间隙，并应尽量与自动重叠闸装置配合，以减少线路停电事故。
保护间隙主间隙不应不大于表3.3.1所列数值。
保护间隙主间隙最小值（毫米） 表3.3.1
额定电压（千伏）
3
6
10
20
35
间隙数值
8
15
25
100
210
注：
保护加强绝缘变压器用间隙，在符合绝缘配合规定条件下，应尽量采用增大间隙值。
第3.3.2条中性点非直接接地电力网，应使单相间隙动作时有助于灭弧，并宜采用角形保护间隙。
保护间隙宜在其接地引下线中串接一种辅助间隙，以防止外物使间隙短路。
辅助间隙可采用表3.3.2所列数值。
辅助间隙数值（毫米） 表3.3.2
额定电压（千伏）
3
6～10
20
35
辅助间隙数值
5
10
15
20
第四节 消弧线圈
第3.4.1条3～35千伏电力网，应采用中性点非直接接地方式。
当3～10千伏电力网单相接地故障电流不不大于30安，以及20千伏及以上电力网单相接地故障电流不不大于10安时，均应装设消弧线圈。
第3.4.2条中性点经消弧线圈接地电力网，在正常运营状况下，中性点长时间电压偏移不应超过额定相电压15%。
第3.4.3条装有消弧线圈35千伏及如下电力网，故障点残存电流不适当超过10安。
必要时可将电力网分区运营，以减少故障点残存电流。
消弧线圈应采用过补偿运营方式。
如消弧线圈容量局限性，容许短时期以欠补偿方式运营，但脱谐度不适当超过10%。
第3.4.4条电力网中消弧线圈装设地点应符合下列规定：
一、应保证电力网在任何运营方式下，断开一、两条线路时，大某些电力网不致失去补偿。
二、不应将多台消弧线圈集中安装在电力网中一处，并应尽量避免电力网中只装设一台消弧线圈。
三、消弧线圈宜接于星形－三角形接线变压器中性点上。
接于星形－三角形接线双绕组变压器中性点上消弧线圈容量，不应超过变压器三相总容量50%。
如需将消弧线圈接于星形－星球接线变压器中性点，消弧线圈容量不应超过变压器三相总容量20%，但不应将消弧线圈接于零序磁通经铁芯闭路星形－星形接线变压器（如外铁型变压器或三台单相变压器构成变压器组）。
四、如变压器无中性点或中性点未引出，应装设专用接地变压器，其容量应与消弧线圈容量相配合。
第四章 架空线路保护
第一节普通线路保护
第4.1.1条电力线路防雷方式，应依照线路电压级别、负荷性质、系统运营方式、本地原有线路运营经验、雷电活动强弱，地形地貌特点、土壤电阻率高低等条件，通过技术经济比较拟定。
35千伏及如下线路，普通不沿全线架设避雷线。
3～35千伏线路，应尽量装设自动重叠闸装置；厂区内短线路，可按需要拟定。
第4.1.2条有避雷线线路，每基杆塔不连避雷线工频接地电阻，在雷季干燥时，不适当超过表4.1.2所列数值。
有避雷线线路杆塔工频接地电阻（欧） 表4.1.2
土壤电阻率（欧·米）
100及如下
100以上至500
500以上至1000
1000以上至
以上
接地电阻
10
15
20
25
30
注：
如土壤电阻率超过欧·米，接地电阻很难减少到30欧时，可采用6～8根总长度不超过500米放射形接地体，或采用持续伸长接地体，接地电阻不受限制。
高土壤电阻率地区35千伏线路，应装设自动重叠闸装置，但厂区内短线路可按需要拟定。
雷电活动强烈地方和经常发生雷击故障杆塔和线段，应改进接地装置、架设避雷线、恰当加强绝缘或架设耦合地线。
第4.1.3条杆塔上避雷线对边导线保护角，普通采用20°～30°。
杆塔上两根避雷线间距离，不应超过导线与避雷线间垂直距离5倍。
档距中央导线与避雷线间距离，应符合防止雷击档距中央反击导线规定。
第4.1.4条35千伏线路宜采用办法，减少雷击引起多相短路和两相异点接地引起断线事故；钢筋混凝土杆和铁塔，以及木杆线路中铁横担，均宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不适当超过30欧。
钢筋混凝土杆和铁塔应充分运用其自然接地作用，在土壤电阻率不超过100欧·米或有运营经验地区，可不另设人工接地装置。
第4.1.5条20～35千伏线路导线与杆塔间空气间隙，在绝缘子串正常位置和风吹偏斜状况下，按外过电压配合，应与绝缘子串冲击放电电压相适应，按内过电压配合，应与4倍最高运营相电压相适应。
20～35千伏线路空气间隙不应不大于表5所列数值。
导线与无接地引下线木杆间空气间隙可减少10%。
跨越杆塔上外过电压间隙，可依照每串绝缘子数量，按表4.1.5拟定。
3～10千伏线路杆塔上空气间隙，可按表4.1.5中20千伏级数据。
20千伏和35千伏线路最小空气间隙（厘米） 表4.1.5
条件
线路额定电压（千伏）
20
35
最小空气间隙（厘米）
外过电压
35
45
内过电压
12
25
运营电压
5
10
注：
（1）海拔高度超过1000米地区，普通每增高100米，内过电压和运营电压空气间隙增大1%。
因高海拔或高杆塔而增长绝缘子时，其外过电压空气间隙应相应增大。
（2）污秽地区加强绝缘时，空气间隙普通仍采用表中数值。
第4.1.6条按外过电压进行绝缘配合时，最大设计风速不大于35米/秒地区，外过电压计算风速普通采用10米/秒；最大设计风速为35米/秒及以上地区，以及运营经验和气象记录证明雷暴时风速较大地区，普通采用15米/秒。
按内过电压进行绝缘配合时，内过电压计算风速普通采用最大设计风速50%，且不得不大于15米/秒。
按运营电压进行绝缘配合时，运营电压计算风速应采用最大设计风速。
在进行绝缘配合时，考虑杆塔尺寸误差、横担变形和拉线施工误差等不利因素，空气间隙应留有一定裕度。
第二节 线路交叉某些保护
第4.2.1条线路交叉档两端绝缘不应低于其邻档绝缘。
交叉点应尽量接近上下方线路杆塔，以减少导线因初伸长、覆冰、过载温升、短路电流过热而增大弧垂影响，以及减少雷击交叉档时交叉点上过电压。
第4.2.2条电力线路与电力线路或弱电线路交叉时，两交叉线路导线间或上方线路导线与下方线路避雷线间垂直距离，当导线弧垂计温度为40℃时，不得不大于表4.2.2所列数值。
对按容许载流量计算导线截面线路，还应校验当导线为最高容许温度时交叉距离，此时不得不大于0.8米。
电力线路与电力线路或弱电线路表4.2.2交叉时交叉距离（米）
额定电压（千伏）
1如下和弱电线路
3～10
20～110
220
330
35
3
3
3
4
5
3～10
2
2
3
4
5
1如下
1
2
3
4
5
第4.2.3条3千伏及以上线路与同级电压线路、较低电压线路或弱电线路交叉时，交叉档普通采用下列保护办法：
一、交叉档两端钢筋混凝土杆或铁塔（上下方线路共4基），无论有无避雷线，均应接地。
二、3千伏及以上电力线路，交叉档两端为木杆或木横担钢筋混凝土杆，且无避雷线时，应装设管型避雷器或保护间隙。
三、与3千伏及以上电力线路交叉低压线路和弱电线路，当交叉档两端为木杆时，应装设保护间隙。
门型木杆上保护间隙，可由横担与主杆固定处沿杆身敷设接地引下线构成。
单木杆针式绝缘子保护间隙，可在距绝缘子固定点750毫米处在杆身绑扎接地引下线构成。
弱电线路保护间隙，可由杆顶沿杆身敷设接地引下线构成。
由于交叉距离规定而采用保护办法，其接地电阻不适当超过表4所列数值2倍。
如交叉距离不不大于表4.2.2所列数值2米及以上时，则交叉档可不采用保护办法。
第4.2.4条如交叉点至近来杆塔距离不超过40米时，可不在此线路交叉档另一杆塔上装设交叉保护用接地装置、管型避雷器或保护间隙。
第三节 低压架空线路保护
第4.3.1条低压架空线路接户线绝缘子铁脚宜接地，接地电阻不适当超过30欧。
当土壤电阻率在200欧·米及如下时，铁横担钢筋混凝土杆线路由于持续多杆自然接地作用，可不另设接地装置。
屋内有电力设备接地装置建筑物，在入口处宜将绝缘子铁脚与该接地装置相连，可不另设接地装置。
人员密集公共场合，如剧院和教室等接户线，以及由木杆或木横担引下接户线，其绝缘子铁脚应接地，并应装设专用接地装置，但钢筋混凝土杆自然接地电阻不超过30欧除外。
年平均雷暴日数不超过30地区，低压线路被建筑物等屏蔽地区，以及接户线距低压线路接地点不超过50米地方，接户线绝缘子铁脚都可不接地。
第五章 变电所（配电所）保护
第一节 直击雷过电压保护
第5.1.1条变电所屋外配电装置，涉及组合导线和母线廊道，应装设直击雷保护装置，普通采用避雷针或避雷线。
峡谷地区变电所宜采用避雷线保护。
已在相邻高建筑物保护范畴内设备，可不装设直击雷保护装置。
第5.1.2条35千伏及如下高压配电装置，宜采用独立避雷针或避雷线。
独立避雷针或避雷线宜设独立接地装置。
在非高土壤电阻率地区，其接地电阻不适当超过10欧。
当有困难时，该接地装置可与主接地网连接。
但从避雷针与主接地网地下连接点，至35千伏及如下高压设备与主接地网地下连接
升级会员 