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GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合

发布时间：2011/1/22 阅读次数：2978 字体大小: 【小】【中】【大】

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5.3 高压输变电设备的额定绝缘水平

5.3.1 范围I的设备的绝缘水平列于表1

在此电压范围内，选取设备的绝缘水平时，首先应考虑雷电冲击作用电压，和每一设备最高电压相对应，给出了设备绝缘水平的两个耐受电压，即：

a）额定雷电冲击耐受电压；

b）额定短时工频耐受电压。

5.3.2 范围II的设备的绝缘水平列于表2

在此电压范围内，选取设备的绝缘水平时，要考虑操作冲击和雷电冲击作用电压，和每一设备最高电压相对比，给出了设备绝缘水平的两个耐受电压，即：

a）额定雷电冲击耐受电压；

b）额定操作冲击耐受电压。

在表2中给出了设备相对地绝缘和相间绝缘的额定操作冲击耐受电压的组合。

5.3.3 设备的绝缘水平与所考虑的设备类型有关，并且无论用统计法或用惯用法，这些绝缘水平都可选用。

5.3.4 对同一设备最高电压，有的在表1和表2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结构及过电压水平、过电压保护装置的配置及其性能、设备类型及绝缘特性、可接受的绝缘故障率等，

5.3.5 在某些情况下，可能需要规定不同于表1或表2中的额定耐受电压值，此时宜从本标准5.1和5.2的标准值中选取。

5.4 各类输变电设备，可取与变压器相同的或高一些的绝缘水平，应在有关设备标准中规定。为便于制定有关设备标准，表3和表4分类给出设备的额定耐受电压值。

5.4.1 各类没备的额定雷电冲击耐受电压列于表3。

对变压器类设备应作雷电冲击截波耐受电压试验，其幅值可比额定雷电冲击耐受电压值高10%左右。

截断冲击试验系统的构成应使记录的冲击截波的跌落时间尽量短。截波过零系数不大于0.3；截断跌落时间一般不大于0.7/μs。

5.4.2 各类设备的短时工频耐受电压列于表4。

5.4.3 范围II的开关设备的纵绝缘的耐受电压列于表2。

5.4.4 分级绝缘电力变压器中性点的绝缘水平列于表5。

6 试验规定

6.1 总则

6.1.1 提出这些试验规定的目的在于验证设备是否符合决定其绝缘水平的额定耐受电压。

本章对短时工频试验及操作、雷电冲击试验提出一般规定。所有其他的试验，如长时间工频试验等在有关的设备标准中规定。

6.1.2 耐受试验电压的波形见GB/T16927.1《高电压试验技术第一部分：一般试验要求》。

6.1.3 对各类设备均应在干燥状态下进行相应的额定耐受电压试验。对户外绝缘的还应按GB/T 16927.1中规定的淋雨条件进行工频短时或操作冲击耐受电压试验。但如已知在干或湿条件下，绝缘的破坏性放电电压较低，则可只在该条件下进行试验，对此应在有关设备标准中规定。

6.1.4 如果试验时的大气条件与标准参考大气条件不同，则设备外绝缘的试验电压应按GB/了16927.1中的规定进行校正。

6.1.5 所有的冲击耐受电压一般应以两种极性进行试验。但如果已证明在某种极性下，绝缘的破坏性放电电压较低时，则允许只在该极性下进行试验，对此应在有关的设备标准中规定。

6.1.6 试验过程发生的绝缘故障是判断试晶是否合格的依据。在GB/T16927.1或在有关设备标准中应规定试验时检测绝缘故障的方法和绝缘损坏的判据。

6.2 短时工频耐受电压试验

短时工频耐受电压试验是对绝缘施加一次相应的额定耐受电压(有效值)，其持续时间为1min。

除非在有关设备标准中另有规定，如果在试验过程中设备绝缘没有发生破坏性放电，则认为通过试验；而在湿试验过程中，如果仅在自恢复绝缘上发生一次破坏性放电，则可重复试验一次，若不再发生破坏性放电，则认为通过试验。

注

1 短时工频耐受电压试验包括频率达数百赫兹而持续时间不超过1min的试验，如分级绝缘的变压器的感应电压试验。

2 电力电容器的短时工频耐受电压试验在有关设备标准中规定。

6.3 冲击耐受电压试验

冲击耐受电压试验是对绝缘施加规定次数和规定值的冲击电压。需要施加较多次数的冲击电压，以检验在可接受的置信度下实际的统计耐受电压不低于额定冲击耐受电压。

对自恢复绝缘可进行50%放电电压试验。由此可得出具有良好置信度的实际统计(90%的耐受概率)耐受电压。

但对某些绝缘，如套管、互感器及开关设备等的绝缘，在50%放电电压下可能是非自恢复的，而在额定耐受电压下是自恢复的，则只能以额定耐受电压进行检验。可以选用不同的试验方法证明设备以可接受的置信度耐受规定的电压，推荐下列四种冲击耐受电压试验。

6.3.1 3次冲击耐受电压试验

对被试设备施加3次额定冲击耐受电压，不允许发生破坏性放电(耐受概率Pw设定为100%)。本试验相应于绝缘配合的确定性法(惯用法)，适用于非自恢复绝缘为主的设备。

6.3.2 3/9次冲击耐受电压试验

对被试设备施加3次额定冲击耐受电压，若在非自恢复绝缘上未出现破坏性放电，而仅在自恢复绝缘上发生1次破坏性放电，则再追加9次冲击，如不再发生破坏性放电，则认为设备通过了试验。本试验适用于由非自恢复绝缘和自恢复绝缘组成的复合绝缘的设备。

6.3.3 15次冲击耐受电压试验

对被试设备绝缘施加15次额定冲击耐受电压，如在自恢复绝缘中的破坏性放电不超过2次，而在非自恢复绝缘中未出现破坏性放电，则认为设备通过了试验。本试验适用于复合绝缘的设备。

这项试验说明设备的自恢复绝缘的实际统计耐受电压不低于额定冲击耐受电压，但其置信度低于50%破坏性放电试验所达到的水平。

6.3.4 50%破坏性放电试验

本试验是在高于额定冲击耐受电压下进行的。对被试设备施加一定次数的冲击电压以得到绝缘的50%破坏性放电电压U50和变异系数z，U50应不低于额定冲击耐受电压乘以1/(1—1.3z)，除非在有关设备标准中另有规定，对空气绝缘z值一般取：

a)操作冲击试验，z=0.06；

b)雷电冲击试验，z=0.03。

z也可取实际试验得出的数值。

由于要求多次破坏性放电，故这项试验只适用于自恢复绝缘。

6.4 相间绝缘和纵绝缘的联合电压耐受试验

6.4.1 当相间绝缘和纵绝缘的额定耐受电压等于相对地绝缘的耐受电压值时，则将相间绝缘、纵绝缘试验和相对地绝缘试验一起进行。此时应将相邻的相端子和纵绝缘对应的相端子均接地。在评价试验结果时，应计及所有路径上的破坏性放电。

6.4.2 范围I的设备的试验

a)短时工频耐受电压试验

126kV≤Um≤252kV的某些设备的相间绝缘或纵绝缘的短时工频耐受电压，可能高于相对地绝缘的耐受电压值，此时，最好用两个电压源进行试验，一端加相对地工频耐受电压，另一端加相间绝缘或纵绝缘和相对地绝缘的工频耐受电压的差值。应将接地端子接地。

也可采用下列替代方法进行试验：

——用一个工频电压源。试验时允许运行中的接地端子对地承受一个电压，以防止对接地端子或对地的破坏性放电；

——用两个反相的工频电压源。每个端子上施加相间绝缘或纵绝缘的额定耐受电压的1/2。应将接地端子接地；

b)雷电冲击耐受电压试验

相间绝缘或纵绝缘可能要求较相对地绝缘高的雷电冲击耐受电压。此时，在相对地绝缘试验后，应不改变布置并立即升高电压，进行相间绝缘或纵绝缘试验。在估价试验结果时，不计对地破坏性放电的次数。

当不允许对地放电时，则应用联合电压耐受试验，冲击分量等于相对地绝缘的额定雷电冲击耐受电压，反极性工频电压分量的峰值等于相间绝缘或纵绝缘的额定雷电冲击耐受电压和相对地绝缘的雷电冲击耐受电压之差。

6.4.3 范围II的设备的联合耐受电压试验

a)被试设备应满足下列要求：

——试晶布置模拟运行情况，尤其是要考虑接地平面的影响；

——试验电压的每个分量应为5.3.2中的规定值；

——接地端子应接地；

——相问绝缘试验时，第三相的端子应接地或移开；

——纵绝缘试验时，其他两相的端子应接地或移开。

b)除非证明由于电气上对称而无必要，应对相端子所有可能的组合进行试验。

c)纵绝缘试验时，一端加工频电压，另一端则在工频电压负峰值时施加3次正极性冲击电压。

范围II的设备的纵绝缘的雷电冲击耐受电压试验也证明了在断开位置时的相对地雷电冲击耐受能力。

d)范围II的设备的相间绝缘进行操作冲击耐受电压试验时，可用一台冲击电压发生器进行试验，也可用两台冲击电压发生器同时施加两个反极性的操作冲击电压进行试验。对外绝缘，两电压分量的幅值相等，各为相间额定操作冲击耐压的1/2。对内绝缘，两电压分量的幅值在有关设备标准中规定。

6.5 型式试验和出厂试验

6.5.1 设备绝缘的型式试验和出厂试验项目在有关设备标准中规定。

6.5.2 型式试验应做本标准规定的全部试验和检验项目。

仅列为型式试验的项目有：短时工频和操作冲击的湿耐压试验；50%破坏性放电试验；带有电压绕组的设备的截断雷电冲击耐压试验：标准雷电冲击耐压试验、除特别规定外，一般列为型式试验，且在任何情况下只做干试验。

6.5.3 本标准规定的出厂试验项目有：

a)范围I的设备的短时工频干耐受电压试验；

b)除非在有关设备标准中另有规定，范围'的设备的标准操作冲击耐受电压试验；

c)Um≥252kV，容量≥120MVA的变压器的标准雷电冲击耐压试验；

d)Um≥252kV设备，在有关设备标准中宜对局部放电测量作出规定。

6.6 验收试验

用户可对出厂试验合格的设备进行出厂试验项目的验收试验。验收试验的耐受电压值在有关设备标准中规定。

表1 电压范围I（1kV<Um≤252kV）的设备的标准绝缘水平 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）
		系统I	系统II
3	3.54	20	40	18
6	6.9	40	60	125
10	11.5	60	75 95	30/423)；35
15	17.5	75	95 105	40;45
20	23.0	95	125	50;55
35	40.5	185/2001)		80/953)；85
66	72.5	325		140
110	126	450/4801)		185；200

220	252	(750)2)		(325)2)
		850		360
		950		395
		(1050)2)		(460)2)
注：系统标称电压3~15kV所对应设备的系列I的绝缘水平，在我国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选用。 3）为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。

表2 电压范围II（Um>252kV）的设备的标准绝缘水平 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）
系统标称电压（有效值）	设备最高电压（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
1	2	3	4	5	6	7	8	9	103)
330	363	850	1300	1.50	950	850(+295)1)	1050	见4.7.1.3条的规定	（460）
330	363	950	1425	1.50	950	850(+295)1)	1175		（510）
500	500	1050	1675	1.60	1175	1050(+450)t)	1425		（630）
		1175	1800	1.50			1550		（680）
							1675		（740）
1）栏7中括号中之数值是加在同一极对应相端子上的反极性工频电压的峰值。 2）纵绝缘的操作冲击耐受电压选取栏6或栏7之数值，决定于设备的工作条件，在有关设备标准中规定。 3）栏10括号内之短时工频耐受电压值，仅供参考。

表3 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（内、外绝缘）耐受电压（峰值）						截断雷电冲击耐受电压（峰值）
系统标称电压（有效值）	设备最高电压（有效值）	变压器	并联电抗器	耦合电容器、电压互感器	高压电力电缆2)	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
3	3.5	40	40	40	-	40	40	45
6	6.9	60	60	60	-	60	60	65
10	11.5	75	75	75	-	75	75	85
15	17.5	105	105	105	105	105	105	115
20	23.0	125	125	125	125	125	125	140
35	40.5	185/2001)	185/2001)	185/2001)	200	185	185	220
66	72.5	325	325	325	325	325	325	360
66	72.5	350	350	350	350	350	350	385
110	126	450/4801)	450/4801)	450/4801)	450	450	450	530
110	126	550	550	550	550	450	450	530
220	252	850	850	850	850	850	935	950
220	252	950	950	950	950 1050	950	950	1050
330	363	1050				1050	1050	1175
330	363	1175	1175	1175	1175 1300	1175	1175	1300
500	500	1425			1425	1425	1425	1550
		1550	1550	1550	1550	1550	1550	1675
			1675	1675	1675	1675	1675
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状态下的耐受电压值。

表4 各类设备的短时（1min）工频耐受电压（有效值）kV

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
系统标称电压（有效值）	设备最高电压（有效值）	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
1	2	31)	41)	52)	62)	7	8
3	3.5	18	18	18/25		18	25
6	6.9	25	25	23/30		23	32
10	11.5	30/35	30/35	30/42		30	42
15	17.5	40/45	40/45	40/55	40/45	40	57
20	23.0	50/55	50/55	50/65	50/55	50	68
35	40.5	80/85	80/85	80/95	80/95	80	100
66	72.5	140 160	140 160	140 160	140 160	140 160	165 185
110	126.0	185/200	185/200	185/200	185/200	185	265
220	252.0
		360	360	360	360	360	450
		395	395	395	395	395	495
					460
330	363.0	460	460	460	460
330	363.0	510	510	510	510 570
500	550.0
		630	630	630	630
		680	680	680	680
				740	740
注：表中给出的330~500kV设备之短时工频耐受电压仅供参考。 1）该栏中斜线下的数据为该类设备的内绝缘和外绝缘干状态之耐受电压。 2）该栏中斜线下的数据为该类设备的外绝缘干耐受电压。

表5 电力变压器中性点绝缘水平 kV

系统标称电压（有效值）	设备最高电压（有效值）	中性点接地方式	雷电冲击全波和截波耐受电压（峰值）	短时工频耐受电压（有效值）（内、外绝缘，干试与湿试）
110	126	不固定接地	250	95
220	252	固定接地	185	85
220	252	不固定接地	400	200
330	363	固定接地	185	85
330	363	不固定接地	550	230
500	550	固定接地	185	85
500	550	经小电抗接地	325	140

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