GB／T 50064-2014  交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范(完整正版、清晰无水印)

groundflashdensity（GFD)

less thunderstormregion

平均年雷暴日数不超过15d或地面落雷密度不超过0.78次7 (km · a) 的地区。

园林施工组织设计 2. 0. 7 中雷区

平均年雷暴日数超过15d但不超过40d或地面落雷密度超过

0. 78 次/(km" · a)但不超过 2. 78 次/(km · a)的地区

平均年雷暴日数超过40d但不超过90d或地面落雷密度超过 2.78次/（km·a)但不超过 7.98次/(km·a)的地区

平均年雷暴日数超过90d或地面落雷密度超过7.98次 （km·a）以及根据运行经验雷害特殊严重的地区

shielding angle

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 垂线和地线与导线或分裂导线最外侧子导线连线之间的来鱼

3系统中性点接地方式和电气装置

3.1系统中性点接地方式

3.1系统中性点接地方式

3.1.1中性点有效接地方式应符合下列规定： 1110kV～750kV系统中性点应采用有效接地方式。在各 种条件下系统的零序与正序电抗之比（X。/X，）应为正值并且不应 大于3，而其零序电阻与正序电抗之比（R/X，）不应大于1； 2110kV及220kV系统中变压器中性点可直接接地；部分 变压器中性点也可采用不接地方式； 3330kV～750kV系统变压器中性点应直接接地或经低阻 抗接地。 3.1.2中性点非有效接地方式可分为中性点不接地方式、中性点 低电阻接地方式、中性点高电阻接地方式和中性点谐振接地方式 3.1.3中性点不接地方式应符合下列规定： 135kV、66kV系统和不直接连接发电机，由钢筋混凝土杆 或金属杆塔的架空线路构成的6kV～20kV系统，当单相接地故 障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式；当大于 10A又需在接地故障条件下运行时，应采用中性点谐振接地方式 2不直接连接发电机、由电缆线路构成的6kV～20kV系 统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接 地方式；当大于10A又需在接地故障条件下运行时，宜采用中性 点谐振接地方式。 3发电机额定电压6.3kV及以上的系统，当发电机内部发 生单相接地故障不要求瞬时切机时，采用中性点不接地方式时发

3.1.1中性点有效接地万式应符合下列规定： 1110kV～750kV系统中性点应采用有效接地方式。在各 种条件下系统的零序与正序电抗之比（X。/X，）应为正值并且不应 大于3，而其零序电阻与正序电抗之比（R/X，)不应大于1； 2110kV及220kV系统中变压器中性点可直接接地；部分 变压器中性点也可采用不接地方式； 3330kV～750kV系统变压器中性点应直接接地或经低阻 抗接地。

135kV、66kV系统和不直接连接发电机，由钢筋混工杆 或金属杆塔的架空线路构成的6kV～20kV系统，当单相接地故 障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接地方式；当大于 10A又需在接地故障条件下运行时，应采用中性点谐振接地方式。 2不直接连接发电机、由电缆线路构成的6kV～20kV系 统，当单相接地故障电容电流不大于10A时，可采用中性点不接 地方式；当大于10A又需在接地故障条件下运行时，宜采用中性 点谐振接地方式。 3发电机额定电压6.3kV及以上的系统，当发电机内部发 生单相接地故障不要求瞬时切机时，采用中性点不接地方式时发 电机单相接地故障电容电流最高允许值应按表3.1.3确定；大于

该值时，应采用中性点谐振接地方式，消弧装置可装在厂用变压器 中性点上或发电机中性点上。

表3.1.3发电机单相接地故障电容电流最高允许值

注：*对额定电压为13.80kV~15.75kV的氢冷发由切

80kV~15.75kV的氢冷发电机，电流允许值为2.5A。 4发电机额定电压6.3kV及以上的系统，当发电机内部发 生单相接地故障要求瞬时切机时，宜采用中性点电阻接地方式，电 阻器可接在发电机中性点变压器的二次绕组上。 3.1.46kV35kV主要由电缆线路构成的配电系统、发电厂厂 用电系统、风力发电场集电系统和除矿井的工业企业供电系统，当 单相接地故障电容电流较大时，可采用中性点低电阻接地方式。 变压器中性点电阻器的电阻，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较大值。 3.1.56kV和10kV配电系统以及发电厂厂用电系统，当单相接 地故障电容电流不大于7A时，可采用中性点高电阻接地方式，故 章总电流不应大于10A

3.1.66kV~66kV系统采用中性点谐振接地方式时应符合下列

1谐振接地宜采用具有自动跟踪补偿功能的消弧装置； 2正常运行时，自动跟踪补偿消弧装置应确保中性点的长时 间电压位移不超过系统标称相电压的15%； 3采用自动跟踪补偿消弧装置时，系统接地故障残余电流不 应大于10A； 4自动跟踪补偿消弧装置消弧部分的容量应根据系统远景 年的发展规划确定，并应按下式计算：

U. W=1.35I. /3

3.2.1交流电气装置绝缘上作用

3.2电气装置绝缘上作用的电压

流电气装置绝缘上作用的电压有

1持续运行电压，其值不超过系统最高电压，持续时间等于 设备设计寿命； 2暂时过电压，包括工频过电压和谐振过电压； 3操作过电压； 4雷电过电压； 5 特快速瞬态过电压（VFTO）。 3.2.27 相对地暂时过电压和操作过电压标么值的基准电压应符 合下列规定： 1当系统最高电压有效值为U㎡时，工频过电压的基准电压 (1.0p.u.)应为Um/V3; 2谐振过电压、操作过电压和VFTO的基准电压（1.0p.u.） 应为/2Um/V3。 .2.3本规范中系统最高电压的范围分为下列两类： 1范围I,7.2kV

1持续运行电压，其值不超过系统最高电压，持续时间等于 设备设计寿命； 2暂时过电压，包括工频过电压和谐振过电压； 3 操作过电压； 4雷电过电压； 5 特快速瞬态过电压（VFTO）。 8.2.27 相对地暂时过电压和操作过电压标么值的基准电压应符 合下列规定： 1当系统最高电压有效值为U㎡时，工频过电压的基准电压 1.0p.u.)应为Um//3; 2谐振过电压、操作过电压和VFTO的基准电压（1.0p.u.） 立为/2Um/V3。 .2.3本规范中系统最高电压的范围分为下列两类： 1范围I,7.2kV

4.1暂时过电压及限制

成局部不接地系统产生较高的工频过电压，其措施应付合下夕 求：

1当形成局部不接地系统，且继电保护装置不能在一定时间 内切除110kV或220kV变压器的低、中压电源时，不接地的变压 器中性点应装设间隙。当因接地故障形成局部不接地系统时，该 间隙应动作；系统以有效接地系统运行发生单相接地故障时，间隙 不应动作。间隙距离还应兼顾雷电过电压下保护变压器中性点标 准分级绝缘的要求。 2当形成局部不接地系统，且继电保护装置设有失地保护可 在一定时间内切除110kV及220kV变压器的三次、二次绕组电 源时，不接地的中性点可装设无间隙金属氧化物避雷器（MOA） 应验算其吸收能量。该避雷器还应符合雷电过电压下保护变压器 中性点标准分级绝缘的要求。 4.1.5对于线性谐振和非线性铁磁谐振过电压，应采取防止措施 避免其产生，或用保护装置限制其幅值和持续时间。 4.1.6对于发电机自励磁过电压，可采用高压并联电抗器或过 电压保护装置加以限制。当同步发电机容量小于自励磁的判据 时，应避免单机带空载长线运行。不发生自励磁的判据可按下 式确定

式中：W、 不发生自励磁的发电机额定容量（MV·A）； Q。一—计及高压并联电抗器和低压并联电抗器的影响后的 线路充电功率（Mvar)； X。一一发电机及升压变压器等值同步电抗标么值，以发电 机容量为基准。

4.1.7装有高压并联电抗器线路的非全相谐振过电压的限制应 符合下列要求： 1在高压并联电抗器的中性点接人接地电抗器，接地电抗器 电抗值宜按接近完全补偿线路的相间电容来选择，应符合限制潜 供电流的要求和对并联电抗器中性点绝缘水平的要求。对于同塔 双回线路，宜计算回路之间的耦合对电抗值选择的影响

2在计算非全相谐振过电压时，宜计算线路参数设计值和买 际值的差异、高压并联电抗器和接地电抗器的阻抗设计值与实测 值的偏差、故障状态下的电网频率变化对过电压的影响

4.1.8范围Ⅱ的系统中，限制2次谐波为主的高次谐波谐振过电

1不宜采用产生2次谐波谐振的运行方式、操作万式，在故 障时应防止出现该种谐振的接线；当确实无法避免时，可在变电站 线路继电保护装置内增设过电压速断保护，以缩短该过电压的持 续时间。 2当带电母线对空载变压器合闸出现谐振过电压时，在操作 断路器上宜加装合闸电阻

4.1.9系统采用带有均压电容的断路器开断连接有电磁式

压互感器的空载母线，经验算可产生铁磁谐振过电压时，宜选用 电容式电压互感器。当已装有电磁式电压互感器时，运行中应 避免引起谐振的操作方式，可装设专门抑制此类铁磁谐振的装 置

1经验算断路器非全相操作时产生的铁磁谐振过电压，危 及110kV及220kV中性点不接地变压器的中性点绝缘时，变压 器中性点宜装设间隙，间隙应符合本规范第4.1.4条第1款的 要求。 2当继电保护装置设有缺相保护时，110kV及220kV变压 器不接地的中性点可装设无间隙MOA，应验算其吸收能量。该 避雷器还应符合雷电过电压下保护变压器中性点标准分级绝缘的 要求，

分，产生的谐振过电压有： 1中性点接地的电磁式电压互感器过饱和； 2配电变压器高压绕组对地短路；

3输电线路单相断线且一端接地或不接地。 4限制电磁式电压互感器铁磁谐振过电压宜选取下列措 1)选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器； 2)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，其他电压互感器 中性点不宜接地； 3)当Xco是系统每相对地分布容抗，Xm为电压互感器在线 电压作用下单相绕组的励磁电抗时，可在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 电缆代替架空线路以减少Xco，使Xco小于0.01Xm； 4)当K13是互感器一次绕组与开口三角形绕组的变比时， 可在电压互感器的开口三角形绕组装设阻值不大于 （Xm/Ki3）的电阻或装设其他专门消除此类铁磁谐振的 装置； 5)电压互感器高压绕组中性点可接入单相电压互感器或消 谐装置。 12谐振接地的较低电压系统，运行时应避开谐振状态；非谐 地的较低电压系统，应采取增大对地电容的措施防止高幅值 移过电压。

4.2操作过电压及限制

4.2.1对线路操作过电压绝缘设计起控制作用的空载线路合闸 及单相重合闸过电压设计时，应符合下列要求： 1对范围Ⅱ线路，应按工程条件预测该过电压。预测内容可 包括线路各处过电压幅值概率分布、统计过电压、变异系数和过电 压波头长度。 2预测范围Ⅱ线路空载线路合闸操作过电压的条件应符合 下列要求：

1）由孤立电源合闸空载线路，线路合闸后的治线电压 超过系统最高电压； 2)由与系统相连的变电站合闸空载线路，线路合闸后的沿 线电压不宜超过系统最高电压。 3对于范围Ⅱ同塔双回线路，一回线路的单相接地故障后的 单相重合闸过电压宜作为主要工况。 4范围Ⅱ空载线路合闸和重合闸产生的相对地统计过电压， 对330kV、500kV和750kV系统分别不宜大于2.2p.u.、2.0p.u. 和1.8p.u.。 5范围Ⅱ空载线路合闻、单相重合闸过电压的主要限制措施 应为断路器采用合闻电阻和装设MOA，也可使用选相合闸措施。 限制措施应符合下列要求： 1)对范围IⅡI的330kV和500kV线路，宜按工程条件通过 校验确定仅用MOA限制合闻和重合闸过电压的可行 性； 2）为限制此类过电压，也可在线路上适当位置安装MOA。 6当范围I的线路要求深度降低合闸或重合闸过电压时，可 采取限制措施

1工程的设计条件宜选用线路单相故障接地故障消除后，任 故障线路或相邻线路上产生的过电压； 2对于两相短路、两相或三相接地故障，可根据预测结果采 取相应限制措施； 3对于线路上较高的故障清除过电压，可在线路中部装设 MOA或在断路器上安装分闸电阻予以限制。 田MOA生

4.2.4对振荡解列操作下的过电压应进行预测。预测振汤解列

4.2.6空载线路开断时，断路器发生重击穿产生的空裁线路分闻

过电压的限制措施应符合下列要求： 1对110kV及220kV系统，开断空载架空线路宜采用重击 穿概率极低的断路器，开断电缆线路应采用重击穿概率极低的断 路器，过电压不宜大于3.Op.u.。 2对66kV及以下不接地系统或谐振接地系统，开断空载线 路应采用重击穿概率极低的断路器。6kV～35kV的低电阻接地 系统，开断空载线路应采用重击穿概率极低的断路器。 4.2.76kV～66kV系统中，开断并联电容补偿装置应采用重击 穿概率极低的断路器。限制单相重击穿过电压宜将并联电容补偿 装置的MOA保护（图4.2.7）作为后备保护。断路器发生两相 重击穿可不作为设计的工况

4.2.7并联电容补偿装置的MOA保折

4.2.8开断并联电抗器时，宜采用截流数值较低的断路器，并宜

4.2.10对66kV及以下不接地系统发生单相间歇性电弧接地 障时产生的过电压，可根据负荷性质和工程的重要程度进行必 的预测

4.2.11为监测范围ⅡI系统运行中出现的暂时过电压和操作过电

4.2.11为监测范围I系统运行中出现的暂时过电压和操作过 压，宜在变电站安装自动记录过电压波形或幅值的装置，并宜定 收集实测结果。

4.3.1范围ⅡGIS和HGIS变电站应预测隔离开关开合管线产 生的VFTO。当VFTO会损坏绝缘时，宜避免引起危险的操作方 式或在隔离开关加装阻尼电阻

UR≥UT Ur≥1. 25Ul

式中：UR一一MOA的额定电压（kV）； Uπ一系统的暂时过电压（kV）。 4.4.3当系统工频过电压符合本规范第4.1.1条和第4.1.3条 的规定时，各种系统MOA的持续运行电压和额定电压可按表 4.4.3选择，

的规定时，各种系统MOA的持续运行电压和额定电压可按表 4. 4. 3 选择。

5.1.1雷电过电压保护设计应包括线路雷电绕击、反击或感应过 电压以及变电站直击、雷电侵入波过电压保护的设计。 5.1.2输电线路和变电站的防雷设计，应结合当地已有线路和变 电站的运行经验、地区雷电活动强度、地闪密度、地形地貌及土壤 电阻率，通过计算分析和技术经济比较，按差异化原则进行设计。

1避雷针在地面上的保护半径，应按下式计算：

5.2避雷针和避雷线的保护范围

图5.2.1单支避雷针的保护范围 一保护角（°)

5.5/Vh;h>120m,P=0.5

2在被保护物高度hx水平面上的保护半径应按下列方法确 定： 1)当hx≥0.5h时，保护半径应按下式确定：

1）当hx≥0.5h时，保护半径应按下式确定，

rx=(h二h)P=h,P

式中：rx一 避雷针或避雷线在hx水平面上的保护范围（m）； hx一一被保护物的高度（m）； ha避雷针的有效高度（m）。 2）当hx<0.5h时，保护半径应按下式确定：

1两针外侧的保护范围应按单支避雷针的计算方法确定。 2两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的圆弧确定，圆弧的半径为R。O点为假想避雷针 的顶点，其高度应按下式计算：

4两针间距离与针高之比D/h不宜大于5。 5.2.3 多支等高避雷针的保护范围（图5.2.3），应按下列方法确 定：

（a）三支等高避雷针在h.水平面上的保护范围

（b）四支等高避雷针在h.水平面上的保护范围

1三支等高避雷针所形成的三角形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。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围的一侧最小宽度bx≥0 时，全部面积可受到保护。 2四支及以上等高避雷针所形成的四角形或多角形，可先将 其分成两个或数个三角形，然后分别按三支等高避雷针的方法计算。 5.2.4单根避雷线在hx水平面上每侧保护范围的宽度（图5.2.4）， 应按下列方法确定：

图5.2.4单根避雷线的保护范围 注：当h不大于30m时，0为25°

当h,≥h/2时,每侧保护范围的宽度应按下式计算：

r=0.47(hh)P

/2时，每侧保护范围的宽度应按下

5.2.5两根等高平行避雷线的保护范围（图5.2.5），应按下列万 法确定：

图5.2.5两根等高平行避雷线的保护范围 h、水平面上保护范围的截面

1两避雷线外侧的保护范围应按单根避雷线的计算方法确定。 2两避雷线间各横截面的保护范围应由通过两避雷线及保 护范围边缘最低点（）的圆弧确定。（）点的高度应按下式计算：

2)当h

b.=0.47(hohx)P

b.=（ho1.53hx)P

5.2.6不等高避雷针、避雷线的保护范围（图5.2.6），应按下列 方法确定：

图5.2.6两支不等高避雷针的保护范围

1两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。 2两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的顶 点，做水平线与避雷针1的保护范围相交于点3，取点3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：

5.2.7山地和坡地上避雷针的保护范围应有所减小，应按

4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。 5.2.8相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围可按下列方

4利用山势设立的远离被保护物的避雷针不得作为主要保

5.2.8相互靠近的避雷针和避雷线的联合保护范围可按下列

1避雷针、线外侧保护范围可分别按单针、线的保护范围确定。 2内侧保护范围可将不等高针、线划为等高针、线，再将等高 针、线视为等高避雷线计算，

高压架空输电线路的雷电过电店

5.3.1线路的雷电过电压保护应符合下列要求：

1输电线路防雷电保护设计时，应根据线路在电网中的重要 性、运行方式、当地原有线路的运行经验、线路路径的雷电活动情 况、地闪密度、地形地貌和土壤电阻率，通过经济技术比较制订出 差异化的设计方案。 2少雷区除外的其他地区的220kV～750kV线路应沿全线 架设双地线。110kV线路可沿全线架设地线，在山区和强雷区， 宜架设双地线。在少雷区可不沿全线架设地线，但应装设自动重 合闸装置。35kV及以下线路，不宜全线架设地线。 3除少雷区外，6kV和10kV钢筋混凝土杆配电线路，宜采 用瓷或其他绝缘材料的横担，并应以较短的时间切除故障，以减少 雷击跳闸和断线事故。

8有地线的线路应防止雷击档距中央地线反击导线，档距中 央导地线间距应符合下列要求： 1)范围I的输电线路，15℃无风时档距中央导线与地线间 的最小距离宜按下式计算：

S,==0.012l+1

式中 . S, 导线与地线间的距离（m）； l档距长度（m）。 2)范围Ⅱ的输电线路，15℃无风时档距中央导线与地线间 的最小距离宜按下式计算：

S, =0. 015/+1

9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。主杆非预应力钢筋已用绑扎或焊 妾连成电气通路时，可兼作接地引下线。利用钢筋兼作接地引下 线的钢筋混凝土电杆，其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电 气连接。 10中雷区及以上地区35kV及66kV无地线线路宜采取措 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 筋混凝士杆和铁塔宜接地。在多雷区接地电阻不宜超过302，其 余地区接地电阻可不受限制。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1002·m或有运行经验的地 区，可不另设人工接地装置。 11两端与架空线路相连接的长度超过50m的电缆，应在其 两端装设MOA；长度不超过50m的电缆，可只在任何端装设 MOA。 12绝缘地线放电间隙的型式和间隙距离，应根据线路正常 运行时地线上的感应电压、间隙动作后续流熄弧和继电保护的动 作条件确定。

暖通空调施工组织设计5.3.2线路交叉部分的保护应符合下列要求：

1当导线运行温度为40℃或当设计允许温度80℃的导线运 行温度为50℃时，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，不得小于表5.3.2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文 距离，此距离应大于操作过电压要求的空气间隙距离，且不得小于 0.8m。

.3.2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 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

注：括号内为至输电线路杆顶或至通信线路之交叉距离

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，交叉档应采取下列保护措施： 1)交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔，不论有无地线，均应 接地。 2)交叉距离比表5.3.2所列数值大2m及以上时建筑节能，交叉档 可不采取保护措施。 3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

5.3.3大跨越档的雷电过电压保护应符合下列要求