电力设备过电压保护设计技术规程sdj 7-79

第一章 总则 第二章 一般规定 第三章 过电压保护装置 第四章 架空电力线路的过电压保护 第五章 发电厂和变电所的过电压保护 第六章 旋转电机的过电压保护 第七章 架空配电网的过电压保护 第八章 微波通信站的过电压保护 附录一 有关外过电压计算的一些参数和方法 附录二 电晕对雷电波波形的影响 附录三 雷击有避雷线线路杆塔顶部时耐雷水平的确定 附录四 绕击率的确定 附录五 建弧率的确定 附录六 有避雷线线路的雷击跳闸率的确定 附录七 送电线路耐雷水平和跳闸率的计算 附录八 35330kV 架空送电线路常用杆塔的耐雷水平和雷击跳闸率 附录九 大档距导线与避雷线间距离的确定 附录十 非标准普通阀型避雷器的组合原则 附录十一 雷电波在电缆中的衰减 附录十二 阀型避雷器的电气特性 附录十三 全国年平均雷暴日数分布图 附录十四 名词解释 打印 刷新 对应的新标准:DL/T 620-97 电力设备过电压保护设计技术规程电力设备过电压保护设计技术规程 SDJ 779 中华人民共和国水利电力部中华人民共和国水利电力部 关于颁发关于颁发电力设备过电压保护设计技术规程电力设备过电压保护设计技术规程SDJ779 的通知的通知 （79）水电规字第 4 号 电力设备过电压保护设计技术规程SDJ76 于一九七六年颁发试行后，对电力设备过电压保护 设计工作起到了一定的指导和提高作用。 现根据近年来的建设经验和各单位的意见，对本规程的内容作了必要的修改和补充，并颁发执行。 在执行中如遇到问题，请告我部规划设计管理局。 一九七九年一月八日 基 本 符 号 电流、电压和功率 I雷电流幅值； Ic接地电容电流； I1雷击杆塔时的耐雷水平； I2雷击导线或绕击导线时的耐雷水平； i总雷电流瞬时值； igt通过杆塔的电流瞬时值； Ue额定电压； Uxg设备的最高运行相电压； Ugo空气间隙的工频放电电压； Une内过电压间隙的工频放电电压或操作冲击波 50放电电压； Ush绝缘子串工频湿闪电压或操作冲击波 50湿闪电压； U进行波的幅值； U50绝缘子串的 50冲击放电电压； Ug感应过电压的最大值； ug感应过电压的瞬时值； Uj杆塔上绝缘承受的过电压最大值； uj杆塔上绝缘承受的过电压瞬时值； Utd杆塔顶部电位的最大值； utd杆塔顶部电位的瞬时值； W消弧线圈的容量。 电感、电阻和波阻 Lgt杆塔的等值电感(简称杆塔电感)； Lb一档避雷线的电感的一半； R工频接地电阻； Rch冲击接地电阻； Z避雷线的波阻； Z11导线的自波阻； Z12、Z13、Z23线 1 与线 2、线 1 与线 3、线 2 与线 3 的互波阻。 时间参数 t雷电流波头长度； p雷电波波长； 0进线保护段首端斜角波波头的长度； 进线保护段末端斜角波波头的长度。 几何特征 D两避雷针、避雷线间的距离； D避雷针与等效避雷针间的距离； f通过两支等高避雷针顶点和保护范围边缘最低点的圆弧的弓高； h避雷针、避雷线的高度，避雷针校验点的高度，保护发电厂、变电所用的避雷线的支柱高度， 杆塔高度，线路的平均高度； hb 避雷线的平均高度； hd 导线的平均高度； ha 避雷针、避雷线的有效高度； hx 被保护物的高度； 两等高避雷针(线)间保护范围上部边缘最低点的高度或两等高避雷针间假想避雷针的高度； h1线 1 的平均高度，线 2、3 等等的脚注类推； l档距长度； lb进线保护段长度； lj绝缘子串的放电距离； lm木横担线路的线间距离； l避雷线上校验的雷击点与接地支柱间或最近支柱间的距离； l2避雷线上校验的雷击点与另一端支柱间的距离； bx两针间在 hx水平面上保护范围的一侧最小宽度； R0通过两避雷针、避雷线顶点以及两避雷针、避雷线间保护范围上部边缘最低点的圆的半径； r避雷针在地面上的保护半径； rx避雷针在 hx水平面上的保护半径； r1线 1 的半径； d12线 1 与线 2 间的距离，其他脚注的意义类推； d12线 1 与线 2 的镜象间的距离，其他脚注的意义类推； S雷击点与线路的距离； S1、S2、S3、S2按不同条件确定的送电线路档距中央导线与避雷线间的距离； Sk避雷针、避雷线与被保护物间的空气中距离； Sd避雷针、避雷线与被保护物间的地中距离； 避雷线对边导线的保护角； 每个绝缘子的泄漏距离。 计算指标 E绝缘子串的平均运行电压梯度； P雷电流幅值概率； P1超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率； P2超过雷击导线或绕击导线时耐雷水平的雷电流概率； P3雷击挡距中央的避雷线时，超过耐雷水平的雷电流概率； Pa平原线路绕击率； Pa山区线路绕击率； m每串绝缘子的个数； N每 100km 一般高度电力线路每 40 雷日遭受雷击的次数，简称线路雷击次数； n雷击跳闸率； 地面落雷密度，即每 1 雷日、每平方公里对地落雷次数； g击杆率； 建弧率。 计算系数 感应过电压系数； K0内过电压倍数； K1绝缘子串内过电压湿闪校正系数； K2空气间隙的内过电压放电电压校正系数； K3空气间隙运行电压综合系数； k导线和避雷线间的耦合系数； k0导线和避雷线间的几何耦合系数； k1电晕效应校正系数； k13线 1 对线 3 的几何耦合系数，其他脚注的意义类推； P避雷针、避雷线的高度影响系数； 杆塔分流系数； 避雷线分流系数。 第一章 总 则 第 1 条 在制订过电压保护方案时，必须认真贯彻执行党的有关方针和政策，根据雷电活动情况和 地形、地质、气象情况，以及电力网结构型式和运行方式等，结合运行经验，进行全面分析和技术经济 比较，做到技术先进，经济合理，符合电力系统和电力设备安全经济运行的要求。 第 2 条 本规程适用于 330kV 及以下发电、变电、送电、配电和用电等交流电力设备的过电压保护。 农村电力网及特殊电力设备的过电压保护，还应按有关的专用规定执行。 雷电活动特殊强烈的地区，还应根据当地实践经验，适当加强防雷措施。 第二章一般规定 第 3 条 220330kV 的电力网，应采用中性点直接接地方式。 110154kV 的电力网，一般采用中性点直接接地方式。在雷电活动较强的山岳丘陵地区，构型简单 的电力网，如采用直接接地方式不能满足安全供电的要求和对联网影响不大时，可采用中性点经消弧线 圈接地的方式。 360kV 的电力网，应采用中性点非直接接地的方式。当单相接地故障电流大于下列数值时，应装 设消弧线圈： 310 kV 电力网 30A 20kV 及以上电力网 10A 与发电机或调相机电气上直接连接的 320kV 电路，中性点应采用非直接接地的方式。当单相接地 故障电流大于 5A 时，如要求发电机(调相机)能带内部单相接地故障运行，应装设消弧线圈。消弧线圈可 装在厂用变压器的中性点上，也可装在发电机或调相机的中性点上。 第 4 条 电力系统内过电压倍数的确定，应考虑系统构型、系统容量及参数、中性点接地方式、断 路器的性能、母线上的出线回路数以及系统运行接线、操作方式等因素。内过电压计算倍数一般取下列 数值： 对地绝缘，以设备的最高运行相电压 Uxg为基准： 3560kV 及以下(非直接接地) 4.0 Uxg 110154kV(非直接接地) 3.5 Uxg 110220kV(直接接地) 3.0 Uxg 330kV(直接接地) 2.75 Uxg 相间绝缘： 3220kV 的电力网，相间内过电压宜取对地内过电压的 1.31.4 倍；330kV 的电力网，相间内过电 压可取对地内过电压的 1.41.45 倍。 确定相间绝缘时，两相的电位宜分别取相间内过电压的+60和-40。 第 5 条 电力网的绝缘应能承受操作空载线路的过电压。在中性点直接接地的电力网中，操作 110220kV 空载线路时，由于电感-电容回路振荡产生的最大操作过电压倍数一般不超过下列数值：使用 重燃次数较少的空气断路器，不超过 2.6，使用少油断路器，不超过 2.8，使用有中值或低值并联电阻的 空气断路器，不超过 2.2。操作 330kV 空载线路时产生的最大操作过电压倍数不应超过 2.0。断路器切断 空载线路时不发生重燃是限制操作过电压的有效措施。 在中性点非直接接地的 60kV 及以下的电力网中，操作空载线路产生的最大操作过电压的倍数，一般 不超过 3.5，操作单相接地的空载线路，虽可能超过 4.0，仍取 4.0。 串联补偿装置对操作过电压的影响在设计中不予考虑。 断路器应能将操作并联电容器组产生的过电压限制到不超过第 4 条中的数值。有中值并联电阻的断 路器可将过电压倍数限制到 2.53.0；如磁吹避雷器的通流能力满足电容器组释放储能的要求，也可用磁 吹避雷器限制这种过电压。 第 6 条 切断空载变压器或电抗器时，由于断路器强制熄弧产生的过电压应根据断路器结构、回路 参数、中性点接地方式、变压器的接线和构造等因素确定。在中性点直接接地的电力网中，断开 110330kV 空载变压器时的过电压，一般不超过 3.0Uxg；在中性点非直接接地的 35154kV 电力网中， 一般不超过 4.0 Uxg。 采用灭弧性能较强又无并联电阻的断路器断开励磁电流标么值较大的空载变压器时，所产生的高幅 值过电压，可装设并联电阻予以限制。也可在断路器与变压器间装设阀型避雷器。避雷器可在低压侧或 高压侧，但如高低压电力网中性点接地方式不同，低压侧宜采用磁吹避雷器。 断开高压变压器电弧炉组时，电流迅速截断产生的过电压，应用阀型避雷器加以限制。 在可能只带一条线路运行的变压器的中性点消弧线圈上，宜用阀型避雷器限制切除最后一条线路两 相接地故障时，强迫断开消弧线圈电感电流在消弧线圈上产生的过电压。 为限制内过电压装设的避雷器，在变压器等被保护设备运行中不得断开。 空载变压器突然合闸时的过电压，一般小于 2.0Uxg，可不采取保护措施。 第 7 条 在中性点不接地的电力网中，线路和变电所的正常绝缘应能承受间歇性电弧接地引起的过 电压。间歇性电弧接地过电压一般不超过 3.0Uxg，个别可达 3.5Uxg。 策 8 条 各级电压的电力网均应采取措施，防止在电力系统操作或故障情况下，由于电力网参数的 不利组合引起的铁磁谐振过电压。铁磁谐振过电压一般不超过 1.52.5Uxg，个别达 3.5Uxg以上。谐振过 电压持续时间长，不能用避雷器限制。中性点非直接接地的电力网应防止下列情况下产生的铁磁谐振过 电压： 变压器供电给接有电磁式电压互感器的空载母线或空载短线； 配电变压器高压绕组对地短路； 用电磁式电压互感器在高压侧进行双电源的定相； 送电线路一相断线后一端接地以及断路器的非同期动作、熔断器的非全相熔断。 为防止铁磁谐振过电压，应充分考虑电力网各种可能的运行方式和操作方式、改变电力网中感抗和 容抗的比值、保证断路器三相同期动作，以避免形成铁磁谐振过电压的条件。中性点非直接接地的电力 网中，可选取下列防止过电压的措施： 一、选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或采用电容式电压互感器。 二、在电磁式电压互感器的开口三角绕组中，一般装设 R0.4Xm的电阻(Xm为互感器在线电压作用 下单相绕组的励磁电抗)，在 35kV 及以下电力网中，一般 R100，也可用 220V500W 的白炽灯泡固定 装在 35kV 及以下电压互感器的开口三角绕组中在中性点位移超过一定电压值时，可用零序过电压继电器 将电阻短时投入 1min，然后再自动切除。 三、个别情况下，在 10kV 及以下的母线上，可装设一中性点接地的星形接线电容器组，或用一段电 缆代替架空线，减小对地容抗 Xco，使(XcoXm)0.01。 四、选择消弧线圈的安装位置时，应尽量避免有使电力网的一部分失去消弧线圈运行的可能性。 五、采取临时切换措施，如投入事先规定好的某些线路或设备等。 六、特殊情况下，可改为中性点瞬间经电阻接地或直接接地。 中性点直接接地的电力网，在各种情况下，应尽量避免形成中性点不接地的电力网。 第 9 条 在电力系统中，应采取措施防止发电机或变压器的电感参数周期性变化引起的参数谐振过 电压。 可用快速励磁自动调节器限制由于电机电感参数的周期性变化产生的同步自励过电压；用速动过电 压继电保护断开发电机，消除可能产生的异步自励过电压。在发电机容量小于空载线路的充电功率，或 线路中有串联补偿装置的情况下，发电机全电压合闸或逐步升压起动过程中产生的参数谐振过电压，一 般可采取下列措施予以限制： 一、使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。 二、避免发电机带空载线路起动或避免以全电压向空载线路合闸。 三、装设并联电抗器，使线路等值容抗大于电机直轴电抗与变压器漏抗之和。 在自振频率小于且接近于 100Hz 的中性点直接接地的电力网中，应避免在只带空载线路的变压器的 低压侧合闸，以防止由于变压器电感周期性变化在高压空载或轻载线路中引起幅值较高的以二次谐波为 主的谐振过电压。 第 10 条 电力网应采取措施，使其有关参数避开共振条件，并在水轮发电机转子上装设阻尼绕组， 以防止或限制水轮发电机不对称短路或负荷严重不平衡产生的谐振过电压。 第 11 条 电力网应限制由于断路器非全相分合闸、非同期动作、熔断器非全相动作在中性点不接地 的变压器上产生的内过电压。有单侧电源的变压器从电源侧非全相分合闸，如变压器的励磁电感与对地 电容产生铁磁谐振，能产生 23Ucg的过电压；有双侧电源的变压器在非全相分合闸时，由于两侧电源的 不同步在变压器中性点上可出现接近于 2 倍的工频相电压，如产生铁磁谐振，会出现更高的过电压。在 这种情况下，应采取改进断路器的性能、消除谐振条件等措施，以防止谐振过电压击穿中性点不接地的 分级绝缘的中性点绝缘和引起其中性点避雷器爆炸。也可在中性点装设高值阻尼电阻限制过电压，阻尼 电阻按变压器的励磁电感和对地电容确定。 注：有单侧电源的变压器，如另一侧带有调相机或较大的同步电动机，也类似于有双侧电源的情况。 第 12 条 有消弧线圈的较低电压电力网，应适当选择消弧线圈的脱谐度，以便避开谐振点；无消弧 线圈的较低电压电力网，应采取增大其对地电容等的措施，如安装电力电容器等，以防止零序电压通过 电容(变压器绕组间或两条电力线路间)耦合，由较高电压电力网传递到中性点非直接接地的较低电压电力 网，或由较低电压电力网传递到较高电压电力网，或回路参数形成串联谐振条件，产生高幅值的转移过 电压。 第 13 条 确定电力网内过电压的幅值和选择避雷器的灭弧电压，应考虑空载线路的电容效应、电力 系统单相接地和突然失去负荷引起的工频过电压。一般不考虑同时出现的三种过电压均为最严重情况。 在 220kV 及以下的电力网中，一般不采取特殊措施限制工频过电压。 在 330kV 电力网中，可采用并联电抗器和速动继电保护等将出现大气过电压或操作过电压时的工频 过电压限制在 1.31.4Uxg以下。 第 14 条 在距电力线路 S65m 处，雷云对地放电时，在电力线路的导线上产生的感应过电压最大 值可按下式计算： (1) 式中 Ug感应过电压最大值，只在极少情况下达到 500600kV； I雷电流幅值，kA； hd导线平均高度，m； S雷击点与线路的距离，m。 在设计中，一般计入雷击点自然接地电阻的作用，最大电流采用 I100kA。 雷击于杆塔顶部以及电力线路上的或其附近的避雷针、避雷线时，在电力线路导线上感应的过电压 幅值可按附录一(F-6)式计算。 第 15 条 雷电流幅值概率曲线见图 1。雷电流幅值超过 I 的概率也可按下式求得： (2) 式中 P雷电流幅值概率； I雷电流幅值，kA。 在线路防雷设计中，雷电流波头长度一般取 2.6s，波头形状取斜角形；在设计特殊高塔时，可取半 余弦波形，其最大陡度与平均陡度之比为 。 第 16 条 电力线路的雷击跳闸率应按下列方法确定： 一、每年 40 雷日的中等雷电活动强度地区，一般高度电力线路遭受雷击的次数可按下式计算： (3) 式中 N线路雷击次数，次(100km40 雷日)； h避雷线或导线的平均高度，m； 地面落雷密度，即每一雷日、每平方公里对地落雷次数。 在一般情况下， 可取 0.015，此时 N0.6h (4) 图 1 我国雷电流幅值概率曲线 注：陕南以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区等(这类地区的年平均雷暴日数一般在 20 及以下)雷 电流幅值较小，可由给定的概率按图查出雷电流幅值后减半。 年平均雷暴日数一般根据当地气象台的资料并参照全国年平均雷暴日数分布图(见附录十三)确定。 二、击杆率(g)与避雷线根数和地形有关，一般采用表 1 所列数值。 表 1 击杆率 g 避雷线根数 地形 012 平原 山丘 1/2 1/4 1/3 1/6 1/4 三、在中性点非直接接地的电力网中，一般高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路的雷击跳闸率 可按下式计算： （5） 式中 n雷击跳闸率，次(100km40 雷日)； 上导线平均高度，m； 建弧率，见附录五； P雷击使线路一相导线与杆塔间放电后再向第二相导线反击时耐雷水平为 I，超过 I 的雷电流概 率。 四、在中性点直接接地的电力网中，一般高度金属或钢筋混凝土杆塔无避雷线线路的雷击跳闸率可 按下式计算： (6) 式中 g无避雷线线路的击杆率，见表 1； P1超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率； P2超过雷击导线时耐雷水平的雷电流概率。 五、一般高度有避雷线线路的雷击跳闸率可按下式计算： (7) 式中 避雷线平均高度，m； g击杆率； P1超过雷击杆塔时耐雷水平的雷电流概率； 绕击率，见附录四； P2超过雷绕击时耐雷水平的雷电流概率； P3雷击档距中央的避雷线时，超过耐雷水平的雷电流概率，其值一般可不予计算； 建弧率，见附录五。 有关线路防雷计算的方法和参数可参照附录一、附录三、附录六、附录七。送电线路常用杆塔的耐 雷水平和耐雷指标见附录八。 选择电力线路路径和发电厂厂址、变电所所址时，宜避开易击区，否则应加强防雷措施。 第 17 条 电力线路、发电厂、变电所的绝缘配合应符合下列要求： 一、绝缘配合原则： 220kV 及以下的线路和变电所的绝缘，在一般情况下应能耐受通常出现的内过电压。按外过电压选 择变电所的绝缘时，应以阀型避雷器的残压为基础。 对 330kV 线路和变电所的绝缘，应采取限制内过电压的措施，如采用并联电抗器、装有中值或低值 电阻的断路器和磁吹避雷器。按外过电压选择变电所的绝缘时，应以磁吹避雷器的残压为基础。 谐振过电压通常会损坏设备的绝缘，应避开出现谐振过电压的条件。 线路绝缘和变电所自恢复绝缘可按惯用法或统计法选定。非自恢复绝缘应按惯用法选定。 在一般情况下，防雷设计中不考虑变电所和线路绝缘间的相互配合问题，但绝缘水平超过标准很多 的线路，如未沿全线架设避雷线的木杆线路、钢筋混凝土杆木横担线路和降低电压运行的线路，宜在进 线段首端装设符合运行电压等级的管型避雷器。 二、在非污秽区，线路每串绝缘子的个数一般按运行电压所要求的泄漏距离选定。每串绝缘子个数 应符合下式要求 (8) 式中 m每串绝缘子的个数； Ue额定电压，kV； 每个绝缘子的泄漏距离，cm。 m 值还应按内过电压进行验算。验算时每串绝缘子般须扣去预留的零值绝缘子：35220kV，直线 杆 1 个，耐张杆 2 个；330kV 直线杆 12 个，耐张杆 23 个。扣去零值绝缘子后，其工频湿闪电压或 操作冲击波 50湿闪电压应符合下列要求 (9) 式中 Ush工频湿闪电压、操作波湿闪电压峰值，kV； K0内过电压倍数； Uxg设备的最高运行相电压，kV； K1绝缘子串内过电压湿闪校正系数；在海拔 1000m 及以下，K11.1。 m 值还应符合耐雷水平的要求，在高海拔地区，外过电压可能成为重要因素。 变电所每串绝缘子个数一般与线路耐张串的绝缘子个数相同。 三、按内过电压确定的线路空气间隙，应符合下式要求： (10) 式中 Une按内过电压要求考虑风偏后空气间隙的工频放电电压、操作冲击波 50放电电压峰值， kV； K2空气间隙内过电压放电电压的校正系数；在海拔 1000m 及以下，K21.2。 发电厂、变电所中的空气间隙，宜另加 10的裕度。 四、按运行电压确定的线路空气间隙，应符合下式要求： (11) 式中 Ug0考虑风偏后空气间隙的工频放电电压，kV； K3空气间隙运行电压综合系数，在中性点非直接接地系统取 2.5；在中性点直接接地系统， 对 220kV 及以下取 1.6，对 330kV 取 1.7。 发电厂、变电所中的空气间隙，宜另加 10的裕度。 五、在非污秽区，按外过电压确定的线路空气间隙，其冲击强度应与绝缘子串的冲击放电电压相适 应。 发电厂、变电所的空气间隙，应与阀型避雷器的残压相配合。 第 18 条 在海拔 1000m 以上的地区，线路、发电厂和变电所内绝缘子串的绝缘水平以及外过电压、 内过电压、运行电压的最小空气间隙，应按国家标准高压电气设备绝缘试验电压和试验方法的规定 进行海拔影响的修正。 第 19 条 升压运行的架空送电线路，如绝缘水平较低不符合正常要求，应通过技术经济比较，采取 降低线路接地电阻和内过电压的措施，或允许适当增大预期的过电压跳闸次数。 保护升压运行的电力变压器和配电装置的阀型避雷器，其特性应与被保护设备的绝缘配合。阀型避 雷器的灭弧电压应符合电力网中性点接地方式的要求，而中性点直接接地的电力网，零序电抗与正序电 抗的比值 不应大于 3。 第三章 过电压保护装置 第一节 避雷针和避雷线 第 20 条 为防止直接雷击电力设备，一般采用避雷针和避雷线。 第 21 条 单支避雷针的保护范围应按下列方法确定(图 2)： 一、避雷针在地面上的保护半径应按下式计算： (12) 式中 r保护半径，m； h避雷针的高度，m。 二、在被保护物高度 水平面上的保护半径应按下式确定： 1.当 时， (13) 式中 rx避雷针在 hx水平面上的保护半径，m； hx被保护物的高度，m； ha避雷针的有效高度，m； p高度影响系数，h30m，p1；30h120m， ，以下各式中 p 值均同此。 2.当 时， (14) 图 2 单支避雷针的保护范围 第 22 条 两支等高避雷针的保护范围应按下列方法确定(图 3)： 图 3 高度为 h 的两等高避雷针 1 及 2 的保护范围 一、两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。 二、两针间的保护范围应按通过两针顶点及保护范围上部边缘最低点 O 的圆弧(图 3)确定，圆弧的半 径为 R0。O 点为假想避雷针的顶点，其高度应按下式计算： (15) 式中 h0两针间保护范围上部边缘最低点的高度，m； D两避雷针间的距离，m。 两针间 hx水平面上保护范围的一侧最小宽度应按下式计算： (16) 式中 bx保护范围的一侧最小宽度(m)；当 D7hap 时，bx0。 求得 bx后，可按图 3 绘出两针间的保护范围。 两针间距离与针高之比 Dh 不宜大于 5。 第 23 条 多支等高避雷针的保护范围应按下列方法确定(图 4、图 5)： 一、三支等高避雷针所形成的三角形 1、2、3 的外侧保护范围，应分别按两支等高避雷针的计算方 法确定；如在三角形内被保护物最太高度 hx水平面上，各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度 bx0 时，则全部面积即受到保护。 二、四支及以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将其分成两个或几个三角形，然后分别 按三支等高避雷针的方法计算，如各边保护范围的一侧最小宽度 bx0，则全部面积受到保护。 图 4 三支等高避雷针 1、2 及 3 在 hx水平面上的保护范围 图 5 四支等高避雷针 1、2、3 及 4 在 hx水平面上的保护范围 第 24 条 保护发电厂、变电所用的单根避雷线的保护范围应按下列方法确定（图 6）： 一、在 hx水平面上避雷线每侧保护范围的宽度应按下式确定： 1.当 时， (17) 式中 rx每侧保护范围的宽度，m。 2.当 时， (18) 二、在 hx水平面上避雷线端部的保护半径，也应按（17） 、 （18）式确定。 第 25 条 保护发电厂、变电所用的两根平行避雷线的保护范围，应按下列方法确定（图 7）： 一、两避雷线外侧的保护范围，应按单根避雷线的计算方法确定。 二、两避雷线间各横截面的保护范围，应由通过两避雷线 1、2 点及保护范围上部边缘最低点 0 的贺 弧确定。0 点的高度应按下式计算： (19) 式中 h0两避雷线间保护范围边缘最低点的高度，m； 两避雷线间的距离，m； h避雷线的高度，m。 三、两避雷线端部的保护范围，可按两支等高避雷针的计算方法确定，等效避雷针的高度可近似取 避雷线悬点高度的 80。 第 26 条 不等高避雷针、避雷线的保护范围，应按下列方法确定(图 8)： 一、两支不等高避雷针外侧的保护范围，应分别按单支避雷针的计算方法确定。 二、两支不等高避雷针间的保护范围，应按单支避雷针的计算方法，先确定较高避雷针 1 的保护范 围，然后由较低避雷针 2 的项点，作水平线与避雷针 1 的保护范围相交于点 3，取点 3 为等效避雷针的顶 点，再按两支等高避雷针的计算方法确定避雷针 2 和 3 间的保护范围。通过避雷针 2、3 顶点及保护范围 上部边缘最低点的圆弧，其弓高应按下式计算： (20) 式中 f圆弧的弓高，m； 避雷针 2 和等效避雷针 3 间的距离，m。 图 6 单根避雷线的保护范围 图 7 两根平行避雷线 1 和 2 的保护范围 三、对多支不等高避雷针，各相邻两避雷针的外侧保护范围，按两支不等高避雷针的计算方法确定； 如在多角形内被保护物最大高度 水平面上，各相邻避雷针间保护范围的一侧最小宽度 ，则全 部面积即受到保护。 四、两根不等高避雷线各横截面的保护范围，应仿照两支不等高避雷针的方法，并按公式(19)计算， 第 27 条 在山地和坡地，应考虑地形、地质、气象及雷电活动的复杂性对避雷针保护范围的降低作 用。避雷针的保护范围可按公式(12)、(13)、(14)和(16)的计算结果乘以系数 0.75。公式(15)可改为 ，公式(20)可改为 。 利用山势设立的远离被保护物的避雷针，不得作为主要保护装置， 第 28 条 必要时，可考虑相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护作用。 联合保护范围可近似按下列方法确定(图 9)： 将避雷线上的各点均近似看作等效避雷针，其等效高度可近似取为该点避雷线高度的 80，然后分 别按两针的方法计算。 图 8 两支不等高避雷针 1 及 2 的保护范围 图 9 避雷针和避雷线的联合保护范围 第二节 阀型避雷器 第 29 条 阀型避雷器的灭弧电压，在一般情况下，宜按下列要求确定： 一、中性点直接接地的电力网中，应取设备最高运行线电压的 80。 二、中性点非直接接地的电力网中，不应低于设备最高运行线电压的 100。 第 30 条 保护旋转电机中性点绝缘的阀型避雷器，其额定电压不应低于电机最高运行相电压，其型 式宜按表 2 选定。 表 2 保护旋转电机中性点绝缘的避雷器型式 电机额定电压(kV)3610 避雷器型式 FCD2 FZ2 FCD4 FZ4 (FS4) FCD6 FZ6 FS6 第 31 条 保护变压器中性点绝缘的阀型避雷器的型式，宜按表 3、表 4 选定。 对中性点为分级绝缘的 220kV 的变压器，中性点绝缘可用棒型间隙或避雷器保护。如用同期性能不 良的断路器，变压器中性点宜用间隙保护。间隙在单相接地短路时的暂态过电压作用下不应动作，而在 外过电压作用下应动作，并能保护变压器的中性点绝缘，根据 值的大小，间隙可采用 250350mm。 表 3 中性点非直接接地电力网中保护变压器中性点绝缘的避雷器型式 变压器额定电压(kV)3560110154 避雷器型式 FZ-35 或 FZ-30 （或 FZ-15+FZ-10） FZ-40FZ-110JFZ-154J 如变压器中性点连接有绝缘较弱的消弧线圈，可采用 FZ-15+FZ-10。 第 32 条 发电厂、变电所的阀型避雷器应装设简单可靠的多次动作记录器或磁钢记录器。动作记录 器的数字应便于运行人员巡视和记录。 表 4 中性点直接接地系统中保护变压器中性点绝缘的避雷器型式 变压器额定电压(kV)110*220330 变压器中性点绝缘全绝缘分级绝缘分级绝缘分级绝缘 避雷器型式 F110J 或 FZ60FZ110JFCZ154J 或 FZ154J 可采用灭弧电压 70kV 或性能接近的非标准组合避雷器及专用磁吹避雷器等保护装置，也可试用 FZ40 保护绝缘水平为 35kV 级的中性点，但在变压器非全相合闸时 FZ40 仍会有爆炸危险。 * 对中性点为全绝缘和分级绝缘的 110kV 变压器，如使用同期性能良好的断路器(三相分合闸非同 期时间不超过 10ms)，变压器中性点可装设 FZ60 或性能接近的非标准组合避雷器及专用磁吹避雷器等保 护装置。对中性点为全绝缘的 110kV 变压器，如使用同期性能不良的断路器，为防止避雷器在断路器非 全相动作时爆炸，在双侧电源或另一侧有调相机、较大的同步电动机的单侧电源，变压器中性点宜装设 FZ110J。 第三节 管型避雷器 第 33 条 在选择管型避雷器时，开断续流的上限，考虑非周期分量，不应小于安装处短路电流最大 有效值；开断续流的下限，不考虑非周期分量，不得大于安装处短路电流的可能最小数值。 第 34 条 如按开断续流的范围选择管型避雷器，最大短路电流应按雷季电力系统最大运行方式计算， 并包括非周期分量的第一个半周短路电流有效值。如计算困难，对发电厂附近，可将周期分量第一个半 周的有效值乘以 1.5，距发电厂较远的地点，乘以 1.3。最小短路电流，应按雷季电力系统最小运行方式 计算，且不包括非周期分量。 第 35 条 管型避雷器的外间隙，在符合保护要求的条件下，应采用较大的数值。管型避雷器外间隙 一般采用表 5 所列数值。 为减少管型避雷器 GB1在反击时动作，应降低 GB1与避雷线的总接地电阻，并增大 GB1的外间隙， 一般可增大到表 5 所列数值。 表 5 管型避雷器外间隙的数值 (mm) 110 额定电压(kV)3610203560中性点直 接接地 中性点非直 接接地 外间隙最小数值8101560100200350400 GB1外间隙最大 数值 150200 250300 350400400500400500 表中 GB1指用于变电所进线段首端的管型避雷器。 第 36 条 管型避雷器的设置应符合下列要求： 一、应避免各避雷器排出的电离气体相交而造成短路。但在开口端固定避雷器，则允许其排出的电 离气体相交。 二、为防止在管型避雷器的内腔积水，宜垂直安装，开口端向下，或倾斜安装，与水平线的夹角不 应小于 15。在污秽地区，应增大倾斜角度。 三、管型避雷器应安装牢固，并保证外间隙稳定不变。 四、额定电压 10kV 及以下的管型避雷器，为防止雨水造成短路，外间隙的电极不应垂直布置。 五、外间隙电极宜镀锌，或采取避免锈水沾污绝缘子的措施。 第 37 条 装设在木杆上的管型避雷器，一般采用三相共用的接地装置，并可与避雷线共用一根接地 引下线。如需利用接地电阻限制短路电流，各相避雷器可单独敷设引下线，分别与独立的接地装置连接。 第 38 条 管型避雷器应装设简单可靠的动作指示器。 第四节 保 护 间 隙 第 39 条 如管型避雷器的灭弧能力不能符合要求，可采用保护间隙，并应尽量与自动重合闸装置配 合。保护间隙的主间隙不应小于表 6 所列数值。 表 6 保护间隙的主间隙最小值 (mm) 额定电压(kV)3610203560110 中性点直接 接地 中性点非直 接接地 间隙数值81525100210400700750 注：保护加强绝缘变压器用的间隙，在符合绝缘配合要求的条件下，应尽量采用增大的间隙值。 第 40 条 保护间隙的结构应符合下列要求： 一、应保证间隙稳定不变； 二、应防止间隙动作时电弧跳到其他设备上、与间隙并联的绝缘子受热、电极被烧坏； 三、间隙的电极宜镀锌。 第 41 条 额定电压为 60110kV 的保护间隙，可装设在耐张绝缘子串上。中性点非直接接地的电力 网，应使单相间隙动作时有利于灭弧；在 335kV 级，宜采用角形保护间隙。 335kV 的保护间隙，宜在其接地引下线中串接一个辅助间隙，以防止外物使间隙短路。辅助间隙 可采用表 7 所列数值。 表 7 辅助间隙的数值 (mm) 额定电压(kV)36102035 辅助间隙数值5101520 第五节 消弧线圈 第 42 条 中性点经消弧线圈接地的电力网，在正常运行情况下，中性点长时间电压位移不应超过额 定相电压的 15。 第 43 条 60kV 及以下的电力网，故障点的残余电流不宜超过 10A。必要时可将电力网分区运行， 以减少故障点的残余电流。110154kV 中性点经消弧线圈接地的电力网，可按脱谐度调整消弧线圈，脱 谐度一般不大于 10。 第 44 条 消弧线圈应采用过补偿运行方式。如消弧线圈容量不足，允许短时期以欠补偿方式运行， 但脱谐度不宜超过 10。 第 45 条 消弧线圈的容量应根据电力网 5 年左右的发展规划确定，并应按下式计算： (21) 式中 W消弧线圈的容量，kVA； 接地电容电流，A； 电力网的额定电压，kV。 第 46 条 电力网中消弧线圈装设的地点应符合下列要求： 一、应保证电力网在任何运行方式下，断开一、两条线路时，大部分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的一处，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或星形星形三角形接线的变压器中性点上。 接于星形三角形接线的双绕组或星形星形三角形接线的三绕组变压器中性点上的消弧线圈容 量，不应超过变压器三相总容量的 50，并不得大于三绕组变压器的任一绕组的容量。 如需将消弧线圈接于星形星形接线的变压器中性点，消弧线圈的容量不应超过变压器三相总容量 的 20。但不应将消弧线圈接于零序磁通经铁芯闭路的星形星形接线的变压器，如外铁型变压器或三 台单相变压器组成的变压器组。 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的容量相配 合。 第四章 架空电力线路的过电压保护 第一节 一般线路的过电压保护 第 47 条 电力线路的防雷方式，应根据线路的电压等级、负荷性质、系统运行方式、当地原有线路 的运行经验、雷电活动的强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，通过技术经济比较确定。 各级电压的送电线路，应尽量装设三相或单相自动重合闸装置。 第 48 条 各级电压的电力线路，一般采用下列防雷方式： 330kV 线路应沿全线架设双避雷线。 220kV 线路应沿全线架设避雷线；在山区，宜架设双避雷线，但少雷区除外。 110kV 线路一般沿全线架设避雷线，在雷电活动特殊强烈的地区，宜架设双避雷线。在少雷区或运 行经验证明雷电活动轻微的地区，可不沿全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。 60kV 线路，负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为 30 以上的地区，宜沿全线架设避雷线。 35kV 及以下的线路，一般不沿全线架设避雷线。 第 49 条 有避雷线的线路，在一般土壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于表 8 所列数值。 表 8 有避雷线送电线路的耐雷水平 （kA） 额定电压(kV)3560110154220330 一般线路 大跨越档中央和发电厂、变电 所进线保护段 2030 30 3060 60 4075 75 90 90 80120 120 100140 140 注：较大值用于多雷区或较重要的线路。 双回路或多回路杆塔的线路，应尽量达到表中的数值。为此，可采取改善接地、架设耦合地 线或适当加强绝缘等措施。 第 50 条 有避雷线线路，每基杆塔不连避雷线的工频接地电阻，在雷季干燥时，不宜超过表 9 所列 数值。 表 9 有避雷线架空电力线路轩塔的工频接地电阻 （） 土壤电阻率 (m) 100 及以下100 以上至 500500 以上至 10001000 以上至 20002000 以上 接地电阻1015202530* * 如土壤电阻率很高，接地电阻很难降低到 30 欧时，可采用 68 根总长度不超过 500m 的放射形 接地体，或连续伸长接地体，其接地电阻不受限制。 高土壤电阻率地区的送电线路，必须装设自动重合闸装置。 雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应改善接地装置，架设双避雷线，架设耦 合地线或适当加强绝缘等。 第 51 条 有避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线。15无风时，档距中央导线与避雷线间的 距离，宜符合下列要求， （22） 式中 S1导线与避雷线间的距离，m； l档距长度，m。 大档距的导线与避雷线间的距离应按第 66 条并结合运行经验确定。 第 52 条 杆塔上避雷线对边导线的保护角，一般采用 2030。330kV 线路及 220kV 双避雷线 线路，一般采用 20左右。山区单避雷线杆塔一般采用 25左右。 重冰区的线路，不宜采用过小的保护角。 杆塔上两根避雷线间的距离，不应超过导线与避雷线间垂直距离的 5 倍。 第 53 条 小接地短路电流系统中 35kV 及以上无避雷线线路，宜采取措施减少雷击引起的多相短路 和两相异点接地引起的断线事故：钢筋混凝土杆和铁塔，以及木杆线路中的铁横担，均宜接地，接地电 阻不受限制，但多雷区不宜超过 30。钢筋混凝土杆和铁塔应充分利用其自然接地作用，在土壤电阻率 不超过 100Qm，或有运行经验的地区，可不另设人工接地装置。 第 54 条 钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的避雷线支架、导线横担与绝缘子固定部分或 瓷横担固定部分之间，宜有可靠的电气连接并与接地引下线相连。主杆非预应力钢筋如上下已用绑扎或 焊接连成电气通路，非预应力钢筋可兼作接地引下线。在小接地短路电流系统中，如无可靠措施，预应 力钢筋不宜兼作接地引下线。 利用钢筋兼作接引下线的钢筋混凝土杆，其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电气连接。 外敷的接地引下线可采用镀锌钢绞线，其截面不应小于 25mm2。 接地体引出线的截面不应小于 50mm，并应热镀锌。 第 55 条 3kV 及以上较长线路中的绝缘弱点，如木杆木横担线路中的个别铁横担、钢筋混凝土杆和 铁塔等，宜用管型避雷器或间隙保护，其接地电阻不宜超过表 9 所列数值。 第 56 条 与架空电力线路相连接的长度超过 50m 的电缆，应在其两端装设阀型避雷器、管型避雷器 或保护间隙；长度不超过 50m 的电缆，只在任何一端装设即可。 第 57 条 送电线路导线与杆塔间的空气间隙，在绝缘子串正常位置和风吹偏斜的情况下，按外过电 压配合，应与绝缘子串的冲击放电电压相适应；按内过电压配合，应与第 4 条中的计算过电压倍数相适 应。 送电线路的空气间隙不应小于表 10 所列数值。 导线与无接地引下线的木杆间的空气间隙可减小 10。 310kV 电力线路当采用悬式绝缘子时，最小空气间隙可参照 20kV 级的数值。跨越杆塔上的外过电 压间隙，可根据每串绝缘子数量，参照表 10 确定。 表 10 送电线路的最小空气间隙 （cm） 110154 额定电压(kV)203560 直接接地 非直接接地 直接接地 非直接接地 220330 外过电压间隙354565100100140140190260 内过电压间隙1225507080100110145220 运行电压间隙510202540355555100 悬垂绝缘子串的 X-4.5 型绝缘子个数 2357710101319 注：表内数值适用于海拔 1000m 及以下的地区。海拔高度超过 1000m 的地区，一般每增高 100m，内 过电压和运行电压的空气间圈增大 1。因高海拔或高杆塔而增加绝缘子时，其外过电压间隙应相应增大。 污秽地区绝缘加强时，间隙一般仍用表中的数值。 表中每串绝缘子数量系按铁横担条件确定。按耐雷水平要求需加强绝缘时，每串绝缘子数量和外 过电压间隙可超过表中所列数值。 第 58 条 按外过电压进行绝缘配合时，最大设计风速小于 35ms 的地区，外过电压计算风速一般 采用 10ms，最大设计风速为 35ms 及以上的地区以及雷暴时风速较大的地区，一般采用 15ms。 按内过电压进行绝缘配合时，内过电压计算风速一般采用最大设计风速的 50，且不得小于 15ms。 按运行电压进行绝缘配合时，运行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 59 条 绝缘避雷线的放电间隙，其间隙值应根据避雷线上感应电压的续流熄弧条件和继电保护的 动作条件确定，一般采用 1040mm。在海拔 1000m 以上的地区，间隙值应相应加大。 第二节 线路交叉部分的过电压保护 第 60 条 线路交叉档两端的绝缘不应低于其邻档杆塔的绝缘。交叉点应尽量靠近上、下方线路杆塔， 以减少导线因塑性伸长、覆冰、过载温升、短路电流过热而增大弧垂的影响和降低雷击交叉档时交叉点 上的过电压。 第 61 条 同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时，两交叉线路导线间或上方线 路导线与下方线路避雷线间的垂直距离，当导线温度为 40时，不得小于表 11 所列数值。对按允许载流 量计算导线截面的线路，还应校验当导线为最高允许温度时的交叉距离，此距离应大于表 10 所列内过电 压间隙值，且不得小于 0.8m。 表 11 同级电压线路相互交叉或与较低电 压线路、通信线路交叉时的交叉距离 (m) 额定电压(kV)1 以下31020110154220330 交叉距离12345 第 62 条 3kV 及以上的同级电压相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时，交叉档一般采取下 列保护措施： 一、交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔(上、下方线路共 4 基)，不论有无避雷线，均应接地。 二、3kV 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 3kV 及以上电力线路交叉的低压线路和通信线路