1、高压一次系统设计细节高压一次系统设计细节(四四)用户末端变电站避雷器和用户末端变电站避雷器和带电显示器选择带电显示器选择 避雷器参数选择涉及的相关规范、标准、规程、手避雷器参数选择涉及的相关规范、标准、规程、手册册 交流无间隙金属氧化物避雷器交流无间隙金属氧化物避雷器GB11032-2019 绝缘配合绝缘配合 第第1部分部分:定义、原则和规则定义、原则和规则 GB311.1-2019 绝缘配合绝缘配合 第第2部分：使用导则部分：使用导则 GB/T311.2-2019 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DLT620-2019 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
2、交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范设计规范 GB/T50064-2019 工业与民用配电设计手册工业与民用配电设计手册第三版第三版参数、选择及校验参数、选择及校验1.避雷器避雷器1.1常用避雷器型号定义：常用避雷器型号定义：HY5WZ-17/43.5*H复合绝缘外套复合绝缘外套 Y氧化锌，氧化锌，5-标称放电电流标称放电电流5kA（8/20波形雷击冲击电流），波形雷击冲击电流），W无间隙，无间隙，C串联间隙，串联间隙，B并联间隙并联间隙 Z-电站型，电站型，S-配电型，配电型，D电机型，电机型，R电容型，电容型，X线路型线路型 17-氧化锌避雷器额定电压氧化锌避雷器额定电压17kV，4
3、3.5-雷电冲击残压雷电冲击残压 43.5kV*-W代表耐污型，代表耐污型，K代表抗震型，代表抗震型，G代表高海拔型，代表高海拔型，T代表湿热代表湿热型型参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2避雷器选择步骤：避雷器选择步骤：按使用地区的气温、海拔、风速、污秽和地震等环境条件，确按使用地区的气温、海拔、风速、污秽和地震等环境条件，确定避雷器的使用条件；定避雷器的使用条件；根据被保护对象选择避雷器的类型；根据被保护对象选择避雷器的类型；按照系统最高运行电压确定避雷器的持续运行电压；按照系统最高运行电压确定避雷器的持续运行电压；估算避雷器安装点的暂时过电压的幅值和持
4、续时间，选择避雷估算避雷器安装点的暂时过电压的幅值和持续时间，选择避雷器的额定电压并以工频电压耐受时间特性进行校核；器的额定电压并以工频电压耐受时间特性进行校核；估算通过避雷器的雷电放电电流幅值，选择避雷器的标称放电估算通过避雷器的雷电放电电流幅值，选择避雷器的标称放电电流；电流；估算通过避雷器的操作冲击电流和能量，选择避雷器的线路放估算通过避雷器的操作冲击电流和能量，选择避雷器的线路放电耐受试验等级、方波冲击试验电流幅值以及能量吸收能力；电耐受试验等级、方波冲击试验电流幅值以及能量吸收能力；参数、选择及校验参数、选择及校验 按照绝缘配合要求选择避雷器的保护水平；按照绝缘配合要求选择避雷器的保
5、护水平；按照避雷器安装处的最大故障电流选择避雷器的压力释放等级按照避雷器安装处的最大故障电流选择避雷器的压力释放等级；按照避雷器安装处的污秽状况选择避雷瓷套的爬电比距；按照避雷器安装处的污秽状况选择避雷瓷套的爬电比距；按照避雷器安装处的引线拉力、风速和地震等条件选择避雷器按照避雷器安装处的引线拉力、风速和地震等条件选择避雷器的机械强度；的机械强度；参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2.1选择避雷器的类型选择避雷器的类型 电站型：主要用于保护发电厂，变电站中交流电气电站型：主要用于保护发电厂，变电站中交流电气设备免受大气过电压和操作过电压和相间有相对地设备免受大气过电压和操作过电压和相间有相
6、对地操作过电压的损坏。操作过电压的损坏。-配电型：主要用于保护相应电压等级的开关柜、变配电型：主要用于保护相应电压等级的开关柜、变压器、箱式变压器电缆出线头等配电设备免受大气压器、箱式变压器电缆出线头等配电设备免受大气过电压和操作过电压以及相间和相对地操作过电压过电压和操作过电压以及相间和相对地操作过电压的损坏。的损坏。参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2.2选择避雷器的持续运行电压选择避雷器的持续运行电压 用于具有接地故障自动切除装置系统中的避雷器，用于具有接地故障自动切除装置系统中的避雷器，其持续运行电压应不低于系统最高相电压；其持续运行电压应不低于系统最高相电压；用于中性点非有效接地
7、系统且没有装设接地故障自用于中性点非有效接地系统且没有装设接地故障自动切除装置系统中的避雷器，其持续运行电压应不动切除装置系统中的避雷器，其持续运行电压应不低于系统最高线电压；低于系统最高线电压；参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2.3选择避雷器的额定电压选择避雷器的额定电压 避雷器的额定电压选择，应以电力系统地暂时过电避雷器的额定电压选择，应以电力系统地暂时过电压为基础：压为基础：接地故障引起的暂时过电压：接地故障因数乘以系接地故障引起的暂时过电压：接地故障因数乘以系统最高相电压；统最高相电压；其他原因引起的暂时过电压：突然甩负荷导致发电其他原因引起的暂时过电压：突然甩负荷导致发电机过励
8、磁过电压；长线电容导致的空载长线末端电机过励磁过电压；长线电容导致的空载长线末端电压升高；变压器、电容器组投入造成的谐振电压等压升高；变压器、电容器组投入造成的谐振电压等 避雷器选择较低额定电压可以提高保护裕度，但相避雷器选择较低额定电压可以提高保护裕度，但相应降低了避雷器可靠性和本身的使用寿命。应降低了避雷器可靠性和本身的使用寿命。参数、选择及校验参数、选择及校验 由于暂时过电压与系统结构的各类参数密切相关，由于暂时过电压与系统结构的各类参数密切相关，要确定某系统的最大暂时过电压及其持续时间比较要确定某系统的最大暂时过电压及其持续时间比较困难，需要通过模拟、计算或对实际系统的调查数困难，需要
9、通过模拟、计算或对实际系统的调查数据进行估算。据进行估算。为简化额定电压的选择程序，通常按电力系统单相为简化额定电压的选择程序，通常按电力系统单相接地并考虑甩负荷条件下，健全相的最高暂时过电接地并考虑甩负荷条件下，健全相的最高暂时过电压选取。压选取。各地区电力生技部门一般会根据当地电网实际情况各地区电力生技部门一般会根据当地电网实际情况（包括系统接线、运行方式、设备参数等），规定（包括系统接线、运行方式、设备参数等），规定当地选用避雷器的额定电压。当地选用避雷器的额定电压。参数、选择及校验参数、选择及校验 当系统工频过电压符合规范当系统工频过电压符合规范GB/T50064中的幅值规定时，避雷器
10、中的幅值规定时，避雷器持续运行电压和额定电压可以按下表选择：持续运行电压和额定电压可以按下表选择：系统中性点接系统中性点接地方式地方式持续运行电压（持续运行电压（kV）额定电压（额定电压（kV）相地相地中性点中性点相地相地中性点中性点不接地不接地1.1Um0.64Um1.38Um0.8Um谐振接地谐振接地UmUm/31.25Um0.72Um低电阻接地低电阻接地0.8Um0.46UmUmUm/3高电阻接地高电阻接地UmUm/31.25UmUm/3参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2.4选择避雷器的标称放电电流选择避雷器的标称放电电流 考虑以下因素：考虑以下因素：a.电站的重要性。即可以接受的
11、绝缘损坏的危险率，电站的重要性。即可以接受的绝缘损坏的危险率，通常随着系统电压的提高，重要性也随之加强。通常随着系统电压的提高，重要性也随之加强。b.高于标称放电电流的放电电流出现的概率。例如：高于标称放电电流的放电电流出现的概率。例如：没有直击雷防护的电力设施，如变压器与架空线、没有直击雷防护的电力设施，如变压器与架空线、电缆连接处，被保护设施与避雷器都有可能直接接电缆连接处，被保护设施与避雷器都有可能直接接闪，通过避雷器的放电电流可能接近雷电流本身。闪，通过避雷器的放电电流可能接近雷电流本身。参数、选择及校验参数、选择及校验 无特殊情况，按规范选择避雷器标称放电电流。无特殊情况，按规范选择
12、避雷器标称放电电流。标称放电电流标称放电电流20kA10kA5kA2.5kA1.5kA额定电压额定电压Ur kV360Ur7563Ur468Ur132Ur36Ur207备注备注电站型、电站型、线路型线路型电站型、电站型、线路型、线路型、电气化铁电气化铁道型道型电站型、发电站型、发电机型、线电机型、线路型、配电路型、配电型、补偿电型、补偿电容专用型、容专用型、电气化铁道电气化铁道型型电动机电动机型型电机中性点电机中性点专用型、变压专用型、变压器中性点专用器中性点专用型、低压避雷型、低压避雷器器参数、选择及校验参数、选择及校验 1.2.5避雷器保护水平避雷器保护水平 按照绝缘配合的要求选择避雷器残
13、压：按照绝缘配合的要求选择避雷器残压：雷电过电压保护水平即下列两者最大值：陡坡冲击雷电过电压保护水平即下列两者最大值：陡坡冲击电流下的最大残压除以电流下的最大残压除以1.15(指油浸绝缘类电器，其指油浸绝缘类电器，其它类电气设备可有不同系数它类电气设备可有不同系数)；标称放电电流下的最；标称放电电流下的最大残压。大残压。操作过电压的保护水平：操作冲击电流下的最大残操作过电压的保护水平：操作冲击电流下的最大残压。压。北京地区北京地区10kV系统避雷器的参数变化过程：系统避雷器的参数变化过程：HY5WZ-12.7/45HY5WZ-12.7/32.4 HY5WZ-17/45 HY5WZ-17/43.
14、5参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验 系列系列I为低电阻接地，系列为低电阻接地，系列II为非低电阻接地。为非低电阻接地。参数、选择及校验参数、选择及校验 带电显示器选择涉及的相关规范、标准、规带电显示器选择涉及的相关规范、标准、规程程 高压带电显示装置高压带电显示装置DLT 538-2019 高压带电显示装置高压带电显示装置(VPIS)GB 25081-2019 参数、选择及校验参数、选择及校验2.带电显示器带电显示器2.1、常用带电显示器型号定义：、常用带电显示器型号定义：DXN-*或或GSN-*D带电带电/G高压，高压，X显示显示/S显示，显示，N-户内型，户
15、内型，W-户外型，户外型，设计序号设计序号*-T代表提示型，代表提示型，Q代表强制型，代表强制型，Y代表验电型，代表验电型，参数、选择及校验参数、选择及校验2.2提示型与强制型带电显示器的区别提示型与强制型带电显示器的区别2.2.1提示型提示型DXN-T提供开关设备高压线路带电状态的显提供开关设备高压线路带电状态的显示。带有按键功能的显示器，在按键压入时显示电示。带有按键功能的显示器，在按键压入时显示电气设备的高压线路带电状态，测试完毕后按键复位气设备的高压线路带电状态，测试完毕后按键复位。2.2.2强制型强制型 DXN-Q提供电气闭锁功能。电气设备的高压提供电气闭锁功能。电气设备的高压线路带
16、电时显示器将控制继电器或电磁锁闭锁高压线路带电时显示器将控制继电器或电磁锁闭锁高压电气化设备的接地开关或电气间隔，仅在电气设备电气化设备的接地开关或电气间隔，仅在电气设备高压线路不带电且显示器有辅助电源时，提供电气高压线路不带电且显示器有辅助电源时，提供电气解锁。解锁。参数、选择及校验参数、选择及校验DXN-T型接线原理型接线原理DXN-Q型接线原理型接线原理参数、选择及校验参数、选择及校验2.2.3验电型验电型 DXN-Y/T或或DXN-Y/Q带电显示器，设有验电插孔，使用配套提带电显示器，设有验电插孔，使用配套提供的验电插件（验电笔），验电原理和方式同电容型验电器相同。适供的验电插件（验电
17、笔），验电原理和方式同电容型验电器相同。适合中置柜等无法验电的场合。符合合中置柜等无法验电的场合。符合DL7402000电容型验电器标准。电容型验电器标准。参数、选择及校验参数、选择及校验带电显示器是利用高压电场与传感器之间的电场耦合原理，在安全距带电显示器是利用高压电场与传感器之间的电场耦合原理，在安全距离外进行感应式（非接触式）测量，其安装如图所示；离外进行感应式（非接触式）测量，其安装如图所示；参数、选择及校验参数、选择及校验2.3T型与型与Q型的应用场所型的应用场所高压开关柜的五防：高压开关柜的五防：（1）、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、高）、防止带负荷分、合隔离开关。
18、（断路器、负荷开关、高压接触器合闸状态不能操作隔离开关或手车位置。）压接触器合闸状态不能操作隔离开关或手车位置。）（2）、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操）、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）（3）、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。）、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能允许隔离开关或手车进（只有当接地开关处于分闸状态，才能允许隔离开关或手车进至工作位置，才能操作断路器、负荷开关闭合）至工作位置，才能操作断路器、负荷开关
19、闭合）（4）、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态）、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）能合上接地开关）（5）、防止误入带电间隔。（只有隔室不带电时，才能开门进）、防止误入带电间隔。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）入隔室）参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验参数、选择及校验2.3.1设有接地开关的高压柜采用设有接地开关的高压柜采用T型带电显示器。型带电显示器。2.3.2未设接地开关的高压柜采用未设接地开关的高压柜采用Q型带电显示
20、器。型带电显示器。2.3.3高压负荷开关柜内的容性电压指示器。高压负荷开关柜内的容性电压指示器。类似类似ABB公司公司SAFE、施耐德公司、施耐德公司RM6等柜体全封闭充等柜体全封闭充SF6气体（除电气体（除电缆室外）的紧凑型负荷开关柜，可在有电缆进出线的柜内电缆头套管缆室外）的紧凑型负荷开关柜，可在有电缆进出线的柜内电缆头套管出设置容性电压指示器，显示电缆是否带电。无特殊要求时，由接地出设置容性电压指示器，显示电缆是否带电。无特殊要求时，由接地开关机械闭锁电缆室前门；有设计要求时，可由容性电压指示器输出开关机械闭锁电缆室前门；有设计要求时，可由容性电压指示器输出信号闭锁接地开关，以避免带电合接地刀。信号闭锁接地开关，以避免带电合接地刀。类似国产类似国产XGN、施耐德公司施耐德公司SM6等柜体不封闭、安装等柜体不封闭、安装SF6三工位开关三工位开关的负荷开关柜做法同上；安装真空负荷开关或柜内无接地开关时，可的负荷开关柜做法同上；安装真空负荷开关或柜内无接地开关时，可按断路器柜做法执行。按断路器柜做法执行。
