《风力发电场集电系统过电压保护技术规范》

ICSXX.XXX

XXX

备案号:NB

中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX—XXXX

风力发电场集电系统过电压保护技术规范

TechnicalSpecificationofOvervoltageprotection

ofCollection&TransmissionPowerSystemforWindPowerPlant

(征求意见稿)

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

I

风力发电场集电系统过电压保护技术规范

1范围

本标准规定了风力发电场集电系统的过电压保护设计要求、施工要求、验收方法和运行

维护要求。本标准适用于单台风力发电机组容量为750kW及以上的风力发电场。

2引用标准

下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件，其

后的任何修改单（不包括勘误的内容）或修订版本都不适用于本标准，但提倡使用本标准的

各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标

准。

GB311.1高压输变电设备的绝缘配合

GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器

GB18451.1风力发电机组安全要求

GB500603～110kV高压配电装置设计规范

GB5006166kV及以下架空电力线路设计规范

GB50065交流电气装置的接地设计规范

GB/Z25427风力发电机组雷电防护

GBJ147电气装置安装工程高压电器施工及验收规范

DL/T393输变电设备状态检修试验规程

DL/T401高压电缆选用导则

DL/T620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

DL/T666风力发电场运行规程

DL796风力发电场安全规程

DL/T797风力发电场检修规程

DL/T5090水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则

DL/T5191风力发电场项目建设工程验收规程

DL/T5383风力发电场设计技术规范

DL/TXXXX风力发电机组接地技术规范

3术语

3.0.1风力发电机组Windturbinegeneratorsystem（WTGS）

将风的动能转换为电能的系统。

3.0.2风力发电场Windpowerplant

由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站，通常称风力发电场。

1

3.0.3集电线路Collection&transmissionpowerlineinwindpowerplant

风力发电场中，通过架空线或电缆将一台或多台风力发电机组的电能收集并输送到升压

站的电力线路。集电线路汇流可通过两种方式实现：单元集中汇流、分段串接汇流。

3.0.4集电系统Collection&transmissionpowersysteminwindpowerplant

风力发电场中，通过架空集电线路或电缆集电线路将风力发电机组升压变压器、高压直

配风力发电机组连接至风力发电场升压站主变低压侧组成的输配电系统。

3.0.5电阻接地系统Resistancegroundedsystem

系统中至少有一根导线或一点（通常是变压器或发电机的中性线或中性点）经过电阻接

地。

3.0.6低电阻接地系统Lowresistancegroundedsystem

低电阻接地的系统为获得快速选择性继电保护所需的足够电流，一般采用接地故障电流

为100A～1000A。对于一般系统，限制瞬态过电压的准则是（R0／X0）≥2。其中X0是系

统等值零序感抗。

3.0.7高电阻接地系统Highresistancegroundedsystem

高电阻接地的系统设计应符合R0≤XC0的准则，以限制由于电弧接地故障产生的瞬态

过电压。一般采用接地故障电流小于10A。R0是系统等值零序电阻，XC0是系统每相的对

地分布容抗。

3.0.8保护角Shieldingangle

地线对导线的保护角指杆塔处、不考虑风偏，地线对水平面的垂线和地线与最外侧导线

的连线之间的夹角。

3.0.9雷暴日Thunderstormday

一天中可听到一次以上的雷声称为一个雷暴日。

3.0.10少雷区Lessthunderstormregion

平均年雷暴日数不超过15的地区。

3.0.11中雷区Middlethunderstormregion

平均年雷暴日数超过15但不超过40的地区。

3.0.12多雷区Morethunderstormregion

平均年雷暴日数超过40但不超过90的地区。

3.0.13雷电活动特殊强烈地区Thunderstormactivityspecialstrongregion

平均年雷暴日数超过90的地区及根据运行经验雷害特殊严重的地区。

3.0.14无间隙金属氧化物避雷器

由非线性金属氧化物电阻片串联和（或）并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。

4集电系统电气装置的作用电压及电气设备绝缘水平

4.0.1集电系统运行中电气装置可能承受的电压有：

1正常运行时的工作电压；

2暂时过电压（工频过电压、谐振过电压）；

2

3操作过电压；

4雷电过电压。

4.0.2集电系统电气设备的标准绝缘水平见表1。

表1集电系统电气设备的标准绝缘水平（kV）

集电系统标称电压设备最高电压额定雷电冲击耐受电压（峰值）额定短时工频耐受

（有效值）（有效值）系列Ⅰ*1系列Ⅱ电压（有效值）

66.9406025

6075

1011.530/42*3；35

95

2023.09512550；55

3540.5185/200*280/95*3；85

注：1）系统标称电压6～10kV所对应设备的系列Ⅰ的绝缘水平，仅用于中性点低电阻接地系统；

2）该栏斜线下之数据仅用于变压器类设备的内绝缘；

3）为设备外绝缘在干燥状态下之耐受电压。

4.0.3各类设备的额定雷电冲击耐受电压见表2。

表2各类设备的雷电冲击耐受电压（kV）

雷电冲击

截波耐受

系统标设备最额定雷电冲击（内、外绝缘）耐受电压（峰值）

电压（峰

称电压高电压

值）

（有效（有效

耦合电容母线支柱变压器类

值）值）并联电抗高压电力

变压器器、电压高压电器绝缘子、设备的内

器电缆*2

互感器穿墙套管绝缘

66.9606060—606065

1011.5757575—757585

2023.0125125125125125125140

3540.5185/200*1185/200*1185/200*1200185185220

注：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。

4.0.4各类设备的短时工频耐受电压见表3。

表3各类设备的短时（1min）工频耐受电压（kV）

母线支柱绝

系统标称设备最高内、外绝缘（干试与湿试）

缘子

电压（有电压（有

耦合电容器、高压电器、高压电力

效值）效值）变压器并联电抗器湿试干试

电压互感器和穿墙套管电缆

66.9252523/30/2332

1011.530/3530/3530/42/3042

2023.050/5550/5550/6550/555068

3540.580/8580/8580/9580/8580100

注：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。

3

5集电系统中性点接地方式

5.0.16kV～20kV不直接连接发电机的集电系统、所有35kV集电系统，当单相接地故障电

容电流不超过表4规定数值时，中性点可采用不接地方式；当超过该规定值又需要在接地故

障条件下运行时，中性点应采用谐振接地或谐振-低电阻接地方式。

表4集电系统单相接地故障电容电流允许值

系统额定电压集电线路型式电流允许值

钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、电缆线路10A

6kV

非钢筋混凝土或非金属杆塔构成的架空线路30A

钢筋混凝土或金属杆塔构成的架空线路、电缆线路10A

10kV

非钢筋混凝土或非金属杆塔构成的架空线路20A

20kV架空线路或电缆10A

35kV架空线路或电缆10A

5.0.2直接连接集电系统的高压直配风力发电机，高压直配风力发电机内部发生单相接地故

障但不要求瞬时切机时，如果单相接地故障电容电流不大于3A，中性点可采用不接地方式；

大于3A时，应采用谐振接地方式，且故障点残余电流也不得大于3A。谐振接地方式采用

的消弧装置可安装在风力发电场升压站主变压器中性点上，也可安装在高压直配风力发电机

中性点上。

5.0.3直接连接集电系统的高压直配风力发电机，高压直配风力发电机内部发生单相接地故

障且要求瞬时切机时，中性点宜采用高电阻接地方式，电阻器一般接在发电机中性点变压器

的二次绕组上。

5.0.46kV～35kV主要由电缆线路构成的集电系统，单相接地故障电容电流较大时，中性点

可采用低电阻接地方式，但应考虑供电可靠性的要求。选择变压器中性点电阻器的电阻时，

在满足单相接地继电保护可靠性和过电压绝缘配合的前提下宜选用较大值，以减轻对通信的

影响、降低接地装置的接触电位差、跨步电位差和电阻器的容量。

5.0.56kV～10kV集电系统，单相接地故障电容电流较小（≤7A）时，为防止谐振、间歇性

电弧接地过电压等对设备的损害，中性点可采用高电阻接地方式。此种接地方式下，单相接

地故障不立即跳闸，故障电流应不大于10A。

5.0.6中性点谐振-低电阻接地方式具有如下功能：

1接地故障发生后一定时间内具有谐振接地系统的性质，对瞬时性故障的接地电弧可

由消弧装置熄灭；

2当故障持续一定时间，判定为永久接地故障时，通过专门装置将系统中性点切换至

低电阻值的电阻器，可使系统转换为低电阻接地系统；

3架空集电线路故障点可在较高电阻条件下正确选线切除故障线路。

5.0.7集电系统中性点接地设备的选择和运行方式要求见附录A。

6集电系统内部过电压及保护

6.1暂时过电压（工频过电压、谐振过电压）及保护

4

6.1.1工频过电压、谐振过电压的幅值和持续时间与系统结构、容量、参数、运行方式以及

各种安全自动装置的特性有关。工频过电压、谐振过电压除增大绝缘承受的电压外，还对过

电压保护装置的选择有重要影响。

6.1.2集电系统中工频过电压一般由线路空载、突然失去负荷和单相接地等故障引起。

16～10kV中性点不接地系统工频过电压不超过系统最大工作相电压幅值的1.9倍。

26～10kV中性点谐振接地系统、低电阻接地系统、谐振-低电阻接地系统的工频过电

压不超过系统最大工作相电压幅值的1.73倍。

320kV和35kV集电系统的工频过电压不超过系统最大工作相电压幅值的1.73倍。

6.1.3风力发电场集电系统一般不采取特殊措施限制工频过电压。

6.1.4为防止集电系统操作和故障情况下，由于电感电容参数的不利组合引起的谐振过电压，

风力发电场应采取有效措施加强防护。

1自励磁过电压

发电机在不同的运行情况下，其感抗值呈周期性地变化，当发电机经升压变压器与空载

线路相连，发电机外部电路容抗值在发电机感抗变化范围内，只要电感或电容上存在微小的

能量就可导致电磁能量的聚集，使电流、电压幅值急剧上升，产生自励磁过电压。受发电机

和变压器的磁饱和限制，自励磁过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的1.5～2.0倍。

发电机不发生自励磁过电压的判据为：

（）

WHQcXd1

式中：发电机额定容量，；

WH----MVA

线路充电功率，；

Qc----Mvar

发电机等值同步电抗（包括升压变压器，以发电机容量为基准）标幺值。

Xd----

自励磁过电压持续时间长，危害性大，可采取下列措施加以限制：

1)使发电机的容量大于被投入空载线路的充电功率。

2)避免发电机带空载线路启动或避免以全电压向空载线路合闸。

3)对可能出现的发电机异步自励磁过电压需用过电压保护装置切线路来保护。

2铁磁谐振过电压

具有铁心的电感设备，因集电系统操作和故障引起设备上电压增高或产生励磁涌流，会

导致铁心饱和。在谐振频率下，当感抗与容抗值相等时，会引起铁磁谐振过电压。铁磁谐振

过电压的幅值一般不超过系统最大工作相电压幅值的1.5～2.5倍，个别可达3.5倍以上。

1)防止和限制电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压，可采取下列措施：

a)选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器。

在互感器开口三角绕组中装设2（为互感器一次绕组与开口三

b)R0Xm/k13k13

角绕组的变比）的电阻阻尼谐振。

c)电磁式电压互感器采用4PT接线方式，即母线三相导线接3台电磁式电压互感

器为主PT，并将其二次侧三角绕组短接，主PT高压侧中性点再经一个零序PT

接地，用来测量零序电压及接零序电压继电器。正常运行时，电压指示、计量、

保护与3PT接线方式相同。当单相接地电流大于20A，为限制单相接地消失引

起超低频振荡时主PT三角绕组流过的电流，可在三角绕组串入阻值为100Ω（容

5

量不小于200W）的电阻。

d)增大母线对地电容，减小对地容抗（在10kV及以下的母线上装设中性点接地

的星形接线电容器组或用一段电缆代替架空线路），使对地容抗与互感器励磁

感抗之比。

Xc0/Xm0.01

e)减少同一系统中电压互感器中性点接地的数量，除电源侧电压互感器高压绕组

中性点接地外，其它电压互感器中性点尽可能不接地。

f)采用消谐装置。

2)6kV～35kV不接地及谐振（包括谐振-低电阻）接地系统，应采用性能良好的设备

并提高运行维护水平，以避免在下述条件下产生铁磁谐振过电压：

a)升压变压器高压绕组对地短路；

b)集电线路单相断线且一端接地或不接地。

3谐振（包括谐振-低电阻）接地的集电系统，应适当选择自动跟踪补偿消弧装置的

脱谐度，以便避开谐振点；不接地的集电系统，应采取增大其对地电容等措施（如

安装电力电容器等），以防止零序电压通过电容，如变压器绕组间或两条架空线路

间的电容耦合，由较高电压系统传递到中性点不接地的较低电压系统，或由较低电

压系统传递到较高电压系统，或回路参数形成串联谐振条件，产生高幅值的转移过

电压。

6.2操作过电压及保护

6.2.1风力发电场集电系统的操作过电压与系统结构、系统容量、电气参数、中性点接地方

式、断路器性能、母线上的出线回路数以及系统运行接线操作方式等因素有关，一般由下列

原因引起：

1接地故障；

2空载线路分、合(重合)闸；

3空载变压器和并联电抗器分闸；

4开断并联电容补偿装置。

6.2.2单相接地过电压

1中性点不接地的集电系统发生单相间歇性电弧接地故障时可产生过电压，过电压幅

度因接地方式不同而异，最大过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的3.5倍。

具有限流电抗器、电动机负荷，且设备参数配合不利的6kV和10kV某些不接地

系统，发生单相间歇性电弧接地故障时，可能产生危及设备相间或相对地绝缘的过

电压。对这种系统根据负荷性质和工程的重要程度，可进行必要的过电压预测，以

确定保护方案。

2中性点低电阻接地的集电系统发生单相接地故障时产生的过电压一般不超过系统

最大工作相电压幅值的2.5倍。

6.2.3空载线路分闸过电压

135kV及以下不接地系统或谐振接地系统中，开断空载线路断路器发生重击穿时的

过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的3.5倍。开断前系统已有单相接地故

障，使用一般断路器操作时产生的过电压可能超过系统最大工作相电压幅值的4.0

6

倍。为此，应采用重击穿概率极低的断路器。

26kV～35kV的低电阻接地系统，开断空载线路断路器发生重击穿时的过电压可能达

到系统最大工作相电压幅值的3.5倍。为此，应采用重击穿概率极低的断路器。

6.2.4空载线路合闸及单相重合闸过电压

集电系统空载线路合闸和单相重合闸过电压一般不超过系统最大工作相电压幅值的3.0

倍，通常无需采取限制措施。

6.2.5操作空载变压器和并联电抗器

1开断空载变压器由于断路器强制熄弧（截流）产生的过电压，与断路器型式、变压

器铁芯材料、绕组型式、回路元件参数和系统接地方式等有关。

2采用熄弧性能较强的断路器开断激磁电流较大的变压器以及并联电抗补偿装置会

产生高幅值过电压，可在断路器的非电源侧装设金属氧化物避雷器加以限制。

3宜在变压器中性点消弧线圈上并联装设金属氧化物避雷器，限制消弧线圈上产生的

过电压。

4对空载变压器和并联电抗补偿装置合闸产生的操作过电压，宜采取金属氧化物避雷

器保护。

6.2.6开断并联电容补偿装置

风力发电场集电系统开断并联电容补偿装置，如断路器发生单相重击穿，电容器高压端

对地过电压可能超过系统最大工作相电压幅值的4.0倍。开断前电源侧有单相接地故障时，

该过电压将更高。开断时如发生两相重击穿，电容器极间过电压可能超过电容器最大工作相

电压幅值的2.5倍。

操作并联电容补偿装置时，应采用重击穿概率极低的断路器。为安全起见，仍宜按图1

布置方式装设金属氧化物避雷器，以限制单相重击穿过电压。一般可不考虑断路器发生两相

重击穿。

图1并联电容补偿装置保护接线

6.2.7采用金属氧化物避雷器限制各类操作过电压时，其持续运行电压和额定电压不应低于

表6所列数值，避雷器应能承受操作过电压的能量。

6.2.8为监测风力发电场集电系统运行中出现的工频过电压、谐振过电压和操作过电压，宜

安装过电压波形或幅值自动记录装置，并定期收集分析实测结果。

7

7集电系统雷电过电压及保护

7.1雷电参数

7.1.1雷电流幅值概率曲线见图2。雷电流幅值超过I的概率可按式（2）求得：

I

lgP（2）

88

式中：P----雷电流幅值概率；

I----雷电流幅值，kA。

7.1.2在集电线路防雷设计中，雷电流波头长度可取2.6μs，波头形状可取斜角形。

7.1.3地面落雷密度为每一雷暴日每平方公里对地平均落雷次数，一般40雷暴日地区可取

0.07。集电线路受雷密度以线路受雷宽度为4倍地线或导线平均悬挂高度进行计算。全国各

主要城市年平均雷暴日数统计表见附录B。

7.1.4条件具备时，宜根据当地气象台、当地雷电定位系统多年资料获得该地区雷暴日、雷

暴小时、地面落雷密度、雷电流强度、雷电活动主导向特点等，作为集电系统雷电过电压保

护设计的依据。

图2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。

7.2雷电过电压保护装置

7.2.1集电系统宜采用无间隙金属氧化物避雷器。金属氧化物避雷器除用于限制操作过电压

外（参见本标准第6.2.5条、6.2.6条），还作为雷电过电压的保护装置。采用金属氧化物避

雷器限制雷电过电压时，应根据避雷器安装位置、风力发电机组接地装置冲击接地电阻、风

力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护等级等选择适当的金属氧

化物避雷器。

7.2.2金属氧化物避雷器的持续运行电压和额定电压在一般情况下不应低于表6所列数值。金

属氧化物避雷器所在系统的暂时过电压异于表6时，其额定电压UR应按式（3）、（4）确定。

相应的金属氧化物避雷器的持续运行电压按适当的荷电率选定。

8

低电阻接地系统，接地故障清除时间≤10s

（）

URUT3

非有效接地系统，接地故障清除时间＞10s且不超过2小时

（）

UR1.25UT4

表6无间隙金属氧化物避雷器持续运行电压和额定电压

持续运行电压，kV额定电压，kV

系统接地方式

相地中性点相地中性点

6kV～20kV1.1Um0.64Um1.38Um0.8Um

不接地

35kVUm0.58Um1.25Um0.72Um

谐振接地Um0.58Um1.25Um0.72Um

低电阻0.8Um0.46UmUm0.58Um

高电阻Um0.58Um1.25Um0.72Um

注：非有效接地系统UT=Um；不接地系统（6～20kV）UT=1.1Um。UT为系统的暂时过电压。

7.3架空集电线路的雷电过电压及保护

7.3.1架空集电线路的雷电过电压保护应根据集电线路电压等级、负荷性质、系统运行方式、

当地线路的运行经验、雷电活动的强弱、地形地貌特点和土壤电阻率高低等条件，通过技术

经济比较确定。

7.3.2架空集电线路的雷电过电压及耐雷水平

1雷击架空集电线路杆塔或地线时，会在绝缘子串两端出现雷电反击过电压。该过电压

与杆塔自身电感、杆塔冲击接地电阻、地线分流以及雷电流幅值有关。在一般土壤电阻率地

区有地线的35kV架空集电线路反击耐雷水平不宜低于30kA。

架空集电线路反击耐雷水平可按式（5）进行计算：

U

50%（）

I15

Lgthd

1k(Rch)

2.62.6

式中：线路反击耐雷水平，；

I1----kA

线路绝缘子串冲击放电电压，；

U50%----50%kV

k----地线与导线间的耦合系数；

----地线分流系数；

架空集电线路杆塔冲击接地电阻，Ω；

Rch----

架空集电线路杆塔等值电感，H；

Lgt----

架空集电线路杆塔高度，。

hd----m

2雷直击（无地线）和绕击（有地线）架空集电线路导线将产生较高的雷电直击过电压。

雷电直击线路导线的耐雷水平可按式（6）进行计算：

U

I50%（6）

2100

9

式中：雷电直击线路导线的耐雷水平，；

I2----kA

线路绝缘子串冲击放电电压，。

U50%----50%kV

雷绕击（有地线）架空集电线路导线的绕击率与地线对边导线的保护角，杆塔高度以及

线路经过地区的地形地貌有关，可按式（7）、式（8）进行计算：

对平原线路：

h

logP3.9（7）

a86

对山区线路：

h

logP3.35（8）

a86

式中：导线绕击率；

Pa----

----地线对边导线的保护角；

h----杆塔高度，m。

3雷击附近物体或地面，由于空间电磁场发生剧烈变化，在线路的导线上或其他金属导

体上产生雷电感应过电压。线路上的雷电感应过电压为随机变量，其最大值可达300kV～

400kV，一般雷电感应过电压仅对35kV及以下线路和电气设备绝缘有危害。

当雷击点与导线的距离大于65m时，导线上雷电感应过电压可按式（9）计算：

25Ih

Ud（9）

gS

式中：雷电感应过电压最大值，；

Ug----kV

I----雷电流幅值，kA；

导线平均高度，；

hd----m

S----雷击点与线路的距离，m。

4雷击线路杆塔或附近的避雷针、地线上，在导线上产生的雷电感应过电压可按式（10）

计算：

（）

Ughd10

式中：雷电感应过电压最大值，；

Ug----kV

----雷电感应过电压系数，其值为雷电流陡度，通常40～60。雷击塔顶时，

I/2.6，I为线路反击耐雷水平；

导线平均高度，。

hd----m

7.3.3架空集电线路的雷电过电压保护宜采用以下方式：

1除少雷区外，架空集电线路宜全线架设地线，地线的保护角不宜大于25°。

2在少雷区，风力发电场架空集电线路可不沿全线架设地线，但应在升压站的进线段

架设地线，进线段长度不宜少于500m。

3除少雷区外，6kV～10kV钢筋混凝土杆集电线路，宜采用瓷或复合绝缘横担；如果

采用铁横担，对可靠性要求高的集电线路宜采用高一电压等级的绝缘子，并应尽量

10

以较短的时间切除故障，以减少雷击跳闸和断线事故。

4架空集电线路使用复合绝缘子时，在满足风偏和导线对地距离要求的前提下，多雷

区复合绝缘子干弧距离应加长10%～15%，雷电活动特殊强烈地区复合绝缘子干弧

距离应加长20%，或综合考虑在导线侧加装一片悬式绝缘子。

5在土壤电阻率不大于500Ω·m的地区，允许将架空集电线路的地线引接至升压变电

站出线门型架构上，但应在构架附近装设集中接地装置。在土壤电阻率大于500Ω·m

的地区，架空集电线路的地线应架设到线路终端杆塔为止。从线路终端杆塔到配电

装置的一档线路的保护，可采用独立避雷针，也可在线路终端杆塔上装设避雷针。

6架空集电线路通过电缆进入升压变电站时，在架空集电线路终端杆与电缆连接处应

加装一组线路型金属氧化物避雷器，其接地端应以尽可能短的连线（长度小于1m）

与电缆的金属外皮连接后，再与终端杆接地装置连接，终端杆接地电阻不宜大于5

Ω。

7雷电活动特殊强烈地区、经常发生雷击故障的杆塔和线路，应改善接地装置、适当

加强绝缘、安装绝缘子并联间隙或线路型金属氧化物避雷器等。

7.3.4有地线的架空集电线路，在不连地线、雷季干燥时，每基杆塔的工频接地电阻不宜超

过表7规定的数值。

表7有地线的架空集电线路杆塔的工频接地电阻

土壤电阻率（Ω·m）ρ≥100100＜ρ≤500500＜ρ≤10001000＜ρ≤2000ρ＞2000

接地电阻（Ω）1015202530

注：如土壤电阻率超过2000Ω·m，接地电阻很难降到30Ω时，可用6～8根总长不超过500m的放射形接地

体，或采用连续伸长接地体，接地电阻不受限制。

7.3.5有地线的架空集电线路，应防止雷击档距中央地线时的雷电过电压对导线的反击，15℃

无风时，档距中央导线与地线间的距离不宜小于式（11）要求：

（）

Sl0.015l111

式中：导线与地线间的距离，；

Sl----m

l----档距长度，m。

7.3.6钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的地线支架、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。

利用钢筋兼作接地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，其截面积不应小于25mm2。接地体引出线

的截面积不应小于50mm2，并应热镀锌。

7.3.7两端与架空线路相连接的长度超过50m的电缆，应在电缆两端装设金属氧化物避雷器；

长度不超过50m的电缆，可只在电缆一端装设金属氧化物避雷器。

7.3.8架空集电线路段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，

按雷电过电压配合，应与绝缘子串的雷电冲击放电电压相适应；按操作过电压配合应与第6.2

节中的操作过电压相适应。

6kV和10kV架空集电线路的直线杆塔，宜采用针式绝缘子、瓷横担绝缘子或复合绝缘子，

11

耐张杆塔宜采用悬式绝缘子串、蝶式绝缘子和悬式绝缘子组成的绝缘子串或复合绝缘子。

20kV和35kV架空集电线路宜采用悬式绝缘子串或复合绝缘子，c级及以上污秽等级地区

宜釆用复合绝缘子、绝缘子串涂覆防污闪涂料等措施。

在海拔高度1000m以下地区，20kV和35kV架空集电线路的最小空气间隙不应小于表

8中所列数值，6kV和10kV架空集电线路的最小空气间隙不应小于表9的规定，采用绝缘导线

的线路其最小间隙可结合地区运行经验确定。

表820kV和35kV架空集电线路的最小空气间隙

系统标称电压雷电过电压间隙操作过电压间隙运行电压间隙悬垂绝缘子串

（kV）（mm）（mm）（mm）个数

20350120502

354502501003

表96kV和10kV架空集电线路的最小空气间隙

系统标称电压过引线引下线与邻相导线之间导线与杆塔构件拉线之间

（kV）（mm）（mm）

6、10300200

7.3.9按雷电过电压进行绝缘配合时，最大设计风速小于35m/s的地区，雷电过电压计算风速

一般采用10m/s；最大设计风速为35m/s及以上时的地区，以及雷暴时风速较大的地区，雷电

过电压计算风速一般采用15m/s。

按操作过电压进行绝缘配合时，操作过电压计算风速一般采用最大设计风速的50%，

且不得小于15m/s。

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。

在进行配合时，考虑杆塔尺寸误差，横担变形和施工误差等不利因素，空气间隙应留有

一定裕度。

7.3.10线路交叉部分的保护

1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地线间的垂直距离，当导线温度为40℃时（当导线按允许

温度80℃设计，导线运行温度取50℃），不得小于表10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8所列操作过电压间隙距离，且不得小于0.8m。

26kV及以上的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，交叉档

一般采取下列保护措施：

1)交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔（上、下方线路各2基），不论有无地线，

均应接地。

2)如交叉距离比表10所列数值大2m及以上，则交叉档可不采取保护措施。

3如交叉点至最近杆塔的距离不超过40m，可不在此线路交叉档的另一杆塔上装设交

叉保护用的接地装置。

表10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

系统标称电压，kV6～1020～110220

交叉距离，m234

12

7.4风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护

7.4.1风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压来源主要有：雷击架

空集电线路杆塔或地线反击过电压、雷直击（无地线）和绕击（有地线）架空集电线路导线

形成的雷电侵入波过电压、雷电感应过电压、雷击风力发电机组叶片或机舱避雷针时雷电流

在塔筒及机组接地装置上地电位升高形成的反击过电压等。

7.4.2为防止雷击风力发电机组叶片或机舱避雷针时雷电流在塔筒及机组接地装置上地电位

升高形成的反击过电压对设备和人身的危害，风力发电机组各组成部分：机舱内、塔筒内、

塔筒底部和机组升压变压器应按DL/Txxxx《风力发电机组接地技术规范》进行等电位连接，

并与相应的接地装置相连接。

7.4.3风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）对雷电侵入波过电压和雷电流在

塔筒及机组接地装置上地电位升高形成的反击过电压的保护方式与集电线路形式（架空线、

电缆）、风力发电机组形式（高压直配风力发电机、风力发电机组-升压变压器）、风力发

电机组升压变压器安装位置（塔上布置、塔外布置、塔底布置）、风力发电机组升压变压器

（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护等级（见表11）、风力发电机组接地装置冲击

接地电阻、避雷器标称放电电流及配置等有关。

7.4.4风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护应根据风力发电

场所处地区和雷电过电压保护设计要求耐受的雷电流确定雷电过电压保护等级。风力发电机

组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护等级分级见表11。

表11风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护等级

雷电过电压保护等级风力发电场所处地区雷电过电压保护设计雷电流幅度（kA）

Ⅰ少雷区30

Ⅱ中雷区50

Ⅲ多雷区75

Ⅳ雷电活动特殊强烈地区100

7.4.5风力发电机组升压变压器（含高压直配风力发电机）雷电过电压保护接线和金属氧化

物避雷器标称放电电流选择要求：

1风力发电机组升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为电缆时，雷电过电压保护接

线见图3。升压变压器高压侧应装设金属氧化物避雷器，其接地端应以尽可能短的连线（长

度小于1m）与电缆的金属外皮、升压变压器外壳连接后（三点共地），再与风力发电机组

接地装置连接，以减少避雷器引下线压降对设备的危害。避雷器的标称放电电流应根据雷电

过电压保护等级、风力发电机组接地装置冲击接地电阻的大小进行选择，见表12。

对三芯电缆，电缆末端的金属外皮应直接接地，如图3(a)；对单芯电缆，电缆末端的金

属外皮应经护层保护器FJ接地，如图3(b)。

13

(a)三芯电缆(b)单芯电缆

图3升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为电缆时雷电过电压保护接线

表12升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为电缆时避雷器的标称放电电流（kA）

标称电压雷电过电压风力发电机组接地装置冲击接地电阻（Ω）

（kV）保护等级51015202530

Ⅰ5

Ⅱ5

6～10

Ⅲ510

Ⅳ510

Ⅰ5

Ⅱ5

20～35

Ⅲ510

Ⅳ51020

2风力发电机组升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为架空线时，雷电过电压保护

接线见图4。升压变压器高压侧应装设金属氧化物避雷器，其接地端应以尽可能短的连线（长

度小于1m）与升压变压器外壳连接后（两点共地），再与风力发电机组接地装置连接。避

雷器的标称放电电流要求见表13。

(a)(b)

图4升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为架空线时雷电过电压保护接线

集电线路为架空线时，风力发电机组接地装置宜就近与架空集电线路杆塔接地装置连

接，可通过架空地线或地下伸长接地极将集电线路杆塔接地装置与机组接地装置连接。

14

表13升压变压器塔外（塔底）布置、集电线路为架空线时避雷器的标称放电电流（kA）

标称电压雷电过电压风力发电机组接地装置冲击接地电阻（Ω）

（kV）保护等级51015202530

Ⅰ5

Ⅱ5

6～10

Ⅲ10510

Ⅳ510

Ⅰ5

Ⅱ5

20～35

Ⅲ105

Ⅳ10

3风力发电机组升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时，雷电过电压保护接线见图5。

应分别在塔上升压变压器高压侧、塔底高压开关柜安装金属氧化物避雷器，升压变压器高压

侧避雷器接地端应以尽可能短的连线（长度小于1m）与电缆的金属外皮、升压变压器外壳

连接后（三点共地），再与机舱等电位连接网络连接。塔底高压开关柜避雷器接地端应以尽

可能短的连线（长度小于1m）与电缆的金属外皮连接后（两点共地），再与风力发电机组

接地装置连接。避雷器的标称放电电流要求分别见表14（塔上升压变压器高压侧避雷器

MOA1）和表15（塔底高压开关柜避雷器MOA2）。

图5升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时雷电过电压保护接线

表14升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时避雷器（MOA1）的标称放电电流（kA）

标称电压雷电过电压风力发电机组接地装置冲击接地电阻（Ω）

（kV）保护等级51015202530

Ⅰ5

Ⅱ5

6～10

Ⅲ10

Ⅳ10

Ⅰ5

Ⅱ10

20～35

Ⅲ10

Ⅳ20

15

表15升压变压器塔上布置、集电线路为电缆时避雷器（MOA2）的标称放电电流（kA）

标称电压雷电过电压风力发电机组接地装置冲击接地电阻（Ω）

（kV）保护等级5