DLT876-2004带电作业绝缘配合导则.pdf 11页

'ICS29.240.01K47备案号:13626-2004中华人民共和国电力行业标准DL/T876一2004带电作业绝缘配合导则Guideofinsulationco-ordinationforliveworking2004-03-09发布2004-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布 DL/T876一2004目次前言范围·································································“·”··········“·······························⋯⋯1规范性引用文件························································”·············.·············⋯⋯.“·.⋯1术语和定义·····························································································⋯⋯”····⋯⋯1带电作业中的作用电压·······························“·········.······⋯⋯”·······⋯⋯”·······⋯⋯“·“·⋯2气~绝缘耐受能力····················”·············“···································”···························⋯⋯4‘U作用电压与耐受电压之间的配合···”·······························”·····················⋯⋯’二‘“’··⋯’二‘”4，‘带电作业的安全性··········································································.···················⋯⋯6附录A(规范性附录)统计安全因数 DL/T876一2004Hit吕本标准是根据原国家经济贸易委员会(局)《关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知》(电力〔20021973号文)而编制的。本标准的附录A为规范性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国带电作业标准化技术委员会归口和解释。本标准起草单位:武汉高压研究所、山东省电力集团公司超高压输变电分公司。本标准主要起草人:吴维宁、易辉、刘洪正、胡毅、张丽华。 DL/T876一2004带电作业绝缘配合导则1范围本标准规定了在交、直流电力系统进行带电作业时，空气绝缘、组合绝缘以及所使用的工具、装置及设备绝缘的额定耐受电压的选择原则。本标准适用于系统最高电压大于交流1kV、直流1.5kV的电力系统开展带电作业工作时进行绝缘配合时的指导原则。本标准不适用于特殊场合，即存有严重污秽或带有对绝缘有害的气体、蒸汽、化学、沉积物的场合所进行的带电作业。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。G13311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合GB/T311.2-2002绝缘配合第2部分:高压输变电设备的绝缘配合使用导则(egvIEC60071-2:1996)GB/r2900.55电Z术语带电作业(egvIEC60050-651:1999)GB/T14286带电作业工具设备术语(egvIEC60743:2001)GB/T18037-2001〕带电作业工具基本技术要求与设计导则GB/T19185交流线路带电作业安全距离计算方法DL409-1991电业安全工作规程(电力线路部分)DUT620交流电气装置的过电压保护和绝缘配合3术语和定义GB/r14286.GB/T2900.55确定的以及下列术语和定义适用于本标准。带电作业所要求的绝缘水平requiredinsulationlevelforliveworking工作位置所需的、为减少绝缘击穿危险而提出的一个可接受的低水平的统计冲击耐受电压。注:通常认为，这一可接受的低水平是指统计冲击耐受电压值大于或等于不超过2%概率的统计过电压值。3.2自恢复绝缘self-restoringinsulation是指在施加电压而引起破坏性放电后能完全恢复其绝缘性能的绝缘。例如，空气介质就是一种自恢复绝缘。3.3非自恢复绝缘non-self-restoringinsulation是指在施加电压而引起破坏性放电后即丧失或不能完全恢复其绝缘性能的绝缘。例如，环氧玻璃纤维材料就是一种非自恢复绝缘。 DL/T876一200434统计冲击耐受电压statisticalimpulsewithstandvoltage一个给定的绝缘结构的耐受概率为例如参考概率90%的冲击试验电压峰值。注:这一概念适用于自恢复绝缘。35统计过电压Usstatisticalover-voltage发生概率为2%的过电压。4带电作业中的作用电压4.1作用电压类型电气设备在运行中可能受到的作用电压有正常运行条件下的工频电压、暂时过电压(包括工频电压升高)、操作过电压与雷电过电压。在DL409-1991中规定:“雷电天气时不得进行带电作业”。因此，带电作业中只考虑正常运行条件下的工频电压、暂时过电压(包括工频电压升高)与操作过电压的作用。4.2正常运行条件下的工频电压正常运行条件下，工频电压会有某些波动，且系统中各点的工频电压并不完全相等，但不会超过设各最高电压。不同电压等级的电压升高系数K和设备最高电压U各不相同，其值见表to表，各电压等级下的电压升高系扭S.及设备最高电压U-系统标称电压饥361035肠110220330500750500DCkV电压升高系数长1.151.151.151.151.11.151.151.11.11.0671.03设备最高电压Um3.56，911.5闷0.572.5121252363550S00515kV故在本导则中将工频电压视为常数，且等于设备最高电压.4.3暂时过电压暂时过电压主要指工频过电压与谐振过电压，哲时过电压的严重程度取决于其幅值和持续时间。系统中的工频过电压一般由线路空载、接地故障和甩负荷等引起。因单相接地故障出现的概率最大，且这一概率随系统额定电压的上升而增加。通常，由单相接地故障引起的暂时过电压是不衰减的，它一直持续到故障清除为止。当突然切除大的有功、无功负载时，会出现暂时过电压，其幅值及持续时间与失去负载后的系统配置、电源特性有关。在长线路末端突然失去全部负载时，由于长线电容效应，这种电压升高可能特别严重，会影响到设备安全运行。谐振过电压包括线性谐振和非线性(铁磁)谐振过电压，是由于系统内存在各种电感与电容元件，当系统进行操作或发生故障时，可形成各种振荡回路，在一定的条件下产生。暂时过电压由于其持续时间较长、能量较大，所以在考虑带电作业绝缘工具、装置和设备的泄漏距离时，常以此为依据。4.4操作过电压操作过电压又称内部过电压，它是由系统内的正常操作、切除故障操作或因故障所造成的过电压。这种过电压的特点是幅值较高、持续时间短、衰减快。操作过电压与系统的运行电压有关。操作过电压的起因通常是: DL/T876一2004a)线路合闸与重合闸;b)故障与切除故障;c)开断容性电流和开断较小或中等的感性电流:d)负载突变。4.5确定预期过电压水平的原则一般而言，3kV-220kV电压范围内的设备绝缘水平主要由雷电过电压决定，但也要估计操作过电压的影响。因而，在此电压范围内的带电作业工具、设备和装置，其绝缘水平应校核相应电压等级下的操作过电压水平。在确定330kV-750kV电压范围内的带电作业工具、设备和装置的绝缘水平时，操作过电压的影响较为突出，因而要求对考虑的系统中带电作业时可能遇到的过电压进行估算。4.5.1带电作业中操作过电压的类型不同类型的操作过电压有不同的分布规律及参数，一定概率条件下的预期过电压倍数也不相同。考虑到当前的设备型式、系统结构的特点，可选用的绝缘水平以及带电作业的实际工况，本标准推荐:a)带电作业时未取消自动重合闸的，以重合闸过电压作为主要类型，但也要验算其他有显著影响的过电压;b)带电作业时取消了自动重合闸的，以线路非对称故障分闸和振荡解列过电压为主要类型，但也要验算其他有显著影响的过电压。4.5.2操作过电压的估算可用计算机及瞬态网络分析仪(TNA)对操作过电压进行预估。如有可能，最好以系统的实际数据检验所用的原始参数及模拟结果的正确性。具体的估算步骤及方法按GB311.2-2002中2.6.2.2及2.6.2.3进行。带电作业时，不考虑线路合闸过电压。如果在带电作业时已停用自动重合闸，过电压倍数一般较标准值低。根据DUT620规定，各电压等级的统计过电压认%倍数凡不宜大于表2所列数值。表2统计过电压倍数IG值系统标称电压U,统计过电压倍数K.kV10及以下(44kV)"35^63(非直接接地系统)4.0110^-154(非直接接地系统)3.5110^220(直接接地系统)3刀3302.25002.07501.8500(DI二)1.7〔最高极电压的倍数)alOkV及以下的过电压水平统一按44kV考虑。在计算带电作业安全距离时，应根据系统结构操作方式、设备状况及线路长短，依据GB/f19185所提供的计算方法，计算得出实际过电压倍数来确定。在缺乏上述资料和参数而无法计算时，可参照表2给出的各电压等级的统计过电压倍数来计算带电作业安全距离。 DL/T876一20045绝缘耐受能力5.1概述5.1.1自恢复和非自恢复绝缘根据绝缘在试验中发生破坏性放电的特性，在GB311.1-1997中将绝缘分成自恢复绝缘和非自恢复绝缘。事实上，带电作业用工具、装置及设备的绝缘结构总是由自恢复和非自恢复两部分组成的。因此，一般不能简单地将带电作业用工具、装置及设备的绝缘说成是自恢复和非自恢复型的。仅在一定的电压范围内，在工具、装置及设各绝缘部分发生沿面或贯穿性放电的概率可以忽略不计时(此时工具、装置及设备的放电概率与其自恢复绝缘部分的放电概率一致)，才可以称其绝缘为自恢复绝缘型的，或者相反。对自恢复绝缘，可在有一定放电概率的条件下进行试验。例如，用超过额定冲击耐受水平的电压决定放电概率与所加电压的相互关系，可直接获得较多的带电作业用工具、装置及设备的绝缘特性的数据。对非自恢复绝缘多次加某一电压，如额定冲击耐受电压，绝缘虽未必放电，但可能发生不可逆的劣化，故对非自恢复绝缘只能施加有限次数的冲击进行试验。5.1.2试验类型的选择对自恢复绝缘(如塔头空气间隙、组合间隙)应按GB311.1-1997中的4.4进行50%的破坏性放电试验。对同时具有恢复和自恢复绝缘，但又不能分开进行试验的工具、装置及设各(如绝缘操作杆、绝缘硬梯、绝缘软梯等)，为了验证其自恢复部分的绝缘强度，并为避免过多次的冲击使非自恢复绝缘部分劣化的可能性，应限制加压的次数，按GB311.1-1997中的4.5进行15次冲击耐压试验。5.2在工频电压和暂时过电压下的绝缘性能通常，仅当工具、装置及设备绝缘特性的逐步劣化或严酷的环境条件使绝缘能力异常地下降时，才会使它在正常运行工频电压和暂时过电压下击穿。工具、装置及设备的污秽程度对绝缘性能的影响是随机的，而对于受到污染的绝缘在工频电压、暂时过电压下绝缘性能及对绝缘的要求，一般不用统计的概念。5.3在操作冲击电压下自恢复绝缘破坏性放电的概率给定的绝缘对一定波形(例如标准操作冲击波250Ns/2500gs)和幅值U的冲击电压的耐受能力，在大多数情况下，是一个随机现象，只能按统计的方法用一条所加电压与放电(或耐受)概率间相互关系的曲线来表示，通常假定为正态概率分布曲线。由于50%破坏性放电试验是在高于额定冲击耐受电压下进行的，而对被试绝缘施加一定次数的冲击电压以得到绝缘的50%破坏性放电电压玩。和变异系数a.玩。应不低于额定冲击耐受电压乘以1/(1-1.3(7)，对空气绝缘a值一般取:操作冲击试验，a=0.06.a也可取实际试验得出的数值。由于要求多次破坏性放电，故50%破坏性放电试验只适用于自恢复绝缘。6作用电压与耐受电压之间的配合6.，绝缘耐受各种电压的能力一般认为，绝缘对雷电、操作或工频电压的耐受能力应独立地用相应破性的电压进行试验。但由于不同电压范围内对绝缘水平起控制作用的电压不同，因而不必逐一用相应波形的电压进行检验。例如，3kV^220kV设备的额定雷电冲击耐受电压乘以0.83与设备最大相电压峰值之比远超过预期操作过电压水平，其绝缘水平主要由雷电过电压决定，且由于绝缘在典型的操作冲击下的击穿电压总是比工频电压的峰值高，故这一电压等级范围内不规定操作冲击耐受试验。 DL/T876一20046.23kV^220kV电压范围内，作用电压与耐受电压的配合在这一电压范围内，带电作业工具、装置及设备的基准绝缘水平是按额定雷电冲击耐受电压和额定短时工频耐受电压给出的，因此，一般均能满足在正常运行电压和暂时过电压下的要求。对正常运行条件，绝缘应能耐受设备最高电压。工具、装置及设备的绝缘在预期的寿命期内，不致因局部放电而使绝缘显著劣化，以及在最苛刻的工况下，绝缘不会失去热稳定性。为尽可能符合实际，应用工频电压试验检验。试验时所加电压可高于哪石，而持续时间为lmino6.3330kV-750kV电压范围内，作用电压与耐受电压之间的配合6.3.1绝缘试验类型的选择在这一电压范围内，工频试验电压的选择应考虑暂时过电压的幅值及持续时间，同时考虑到工具、装置及设备内绝缘的老化及外绝缘耐受污秽性能的适应性，应选用持续时间较长的工频电压试验。工频电压试验的持续时间为3min(产品型式试验的工频电压试验的持续时间为5min)o在操作过电压下，空气间隙、组合间隙、工具、装置及设备的绝缘性能用操作冲击试验。对空气间隙及组合间隙等自恢复绝缘也可进行50%放电电压试验，而对工具、装置及设备等复合绝缘施加15次额定冲击耐受电压，如在自恢复绝缘以及非自恢复绝缘中均未出现破坏性放电，则认为带电作业工具、装置及设备通过了试验。6.3.2绝缘配合方法的选择绝缘配合方法有确定性法(愤用法)、统计法及简化统计法。a)确定性法(惯用法)。按惯用法进行绝缘配合时，需要确定作用于工具、装置及设备上的最大过电压，工具、装置及设备绝缘强度的最小值，以及它们两者间的裕度。在确定裕度时，应尽量考虑可能出现的不确定因素，但不要求估计绝缘可能击穿的故障率。惯用法的适用范围，主要是非自恢复绝缘和220kV及以下电压等级的系统。b)统计法。按统计法进行绝缘配合时，应通过对工具、装置及设备绝缘强度和作用于其上过电压的统计分析，并根据所允许的最大故障率设计绝缘水平，而且将允许的最大故障率作为绝缘设计的一个安全指标。当对某种过电压计算绝缘故障率时，需要给出此过电压与工具、装置及设备的绝缘特性两者各自的分布规律。过电压幅值的统计分布规律，可用概率密度函数fo(U)表示，即过电压幅值在U-U+dU范围内的概率为fo(U)dU，工具、装置及设备绝缘在△T时间范围内，电压U作用下的放电概率为PT(U)，则过电压在U^-U+dU范围内绝缘放电的概率为dR，即:dR=PT(U)fo(U)dU(1)于是某一工具、装置及设备绝缘在某一类型过电压下的故障率R为:R-JoPr(Ufo(U)dU(2)显然，R的准确度取决于过电压出现概率和绝缘放电概率的准确程度(这里R为绝缘的故障率，亦为带电作业所称危险率)。c)简化统计法。由于绝缘配合统计法和计算较为复杂，故障率计算可采用简化统计法。简化统计法假定:过电压和绝缘放电概率都是己知标准偏差的高斯分布。这样就可以用一个点来代表过电压分布及电气强度分布。通常用统计过电压U,代表绝缘的整个分布，用绝缘的统计耐受电压U代表绝缘的整体分布。同时引入统计安全叭因数Y，这三者之间有如下关系:一认(3)简化统计法中一般采用过电压超过U,的概率为2%，绝缘在U作用下的耐受概率为90%. DL/T876一2004简化统计法的图示和计算可按GB/1"311.2-2002的3.3.2.2进行。统计法适用于330kV及以上系统带电作业空气间隙、组合间隙及工具、装置及设备的操作过电压的绝缘配合。统计安全因数Y及相关的危险率R的计算见附录Ao6.4直流系统作用电压和耐受电压间的配合在直流系统中，带电作业用工具、装置及设备的基准绝缘水平是按操作冲击耐受电压给出的。其绝缘水平应满足长期运行电压和操作过电压的要求。在500kV直流系统，直流试验电压的选择，应考虑直流最高运行电压，同时考虑到工具、装置及设备内绝缘的老化及外绝缘耐受污秽性能的适应性，对泄漏距离的选择，应选用试验时间较长的直流电压试验。直流耐受电压试验的持续时间为3min(产品型式试验的直流耐受电压试验的持续时间为5min)e在操作过电压下，空气间隙、组合间隙、工具、装置及设备的绝缘性能采用直流叠加操作冲击试验进行检验。对空气间隙、组合间隙等自恢复绝缘可进行50%放电电压试验，而对工具、装置及设备等复合绝缘施加巧次额定冲击耐受电压。如在自恢复绝缘以及非自恢复绝缘中均未出现破坏性放电，则认为带电作业工具、装置及设备通过了试验。7带电作业的安全性在带电作业中，其安全性常以带电作业的危险率与带电作业的事故率来进行衡量。带电作业的事故率与带电作业的危险率这两个定义不同，但又有紧密联系的概念应注意区分，并按下述定义及相关计算方法进行计算。7.，带电作业危险率在带电作业中，通常将带电作业间隙在每发生一次操作过电压时，该间隙发生放电的概率称为带电作业危险率。公认可接受的带电作业的危险率凡=1.0X10-5，带电作业危险率的计算按GB/T19185所规定的计算式进行计算。带电作业的危险率的图示见图1,图1中符号及公式的定义见6.3.2双一有阴影的面积图1危险率的图示 DL/T876一20047.2带电作业的事故率带电作业的事故率是指开展带电作业工作时，作业间隙因操作过电压而放电所造成事故的概率。危险率是无量纲的数值，而事故率则是每百公里线路在一年中发生事故的次数统计值，以，"1/100(km·a)”为单位。事故率的大小取决于许多因素。例如，一年中进行带电作业的天数、系统操作过电压极性，以及作业间隙的危险率等。带电作业的事故率可由式(4)算得:尺=N~一二一.n"p"R=(4)36024x60式中:R.----3N应于危险率Ro条件下的事故率;N=一一一年内进行带电作业的工作日;J-一一进行带电作业的工作日中作业人员处于危险率为Ro的间隙中的平均时间，面n;月—每一百公里线路在一年内产生操作过电压的正常操作与事故跳闸总次数;尸p—出现正极性操作过电压的概率(一般Pp=0.5);Ro—带电作业的危险率。7.3带电作业保护间隙如果带电作业间隙距离偏小，不能满足带电作业安全指标，可以采用加挂(并联)保护间隙的措施。保护间隙的绝缘设计按GB/T18037-2000中6.3.7的规定，其保护间隙的具体整定值范围见GB/T18037-2000中6.3.2.加挂保护间隙后，带电作业危险率的计算:P,=瓜.二，(U)[，一PP(U)]PT(U)dU(5)式中:Uph..-加挂保护间隙时的电压最大值;POW)—不加挂保护间隙时的放电概率;Pp(U)—保护间隙在操作冲击下的放电概率的分布函数;[I-Pp(U)l—不放电的概率。进行带电作业欲使用保护间隙时，其事故率应按下式计算:尺=Noto，.N,t,(6).no.气.凡十二丁丈..,ti.P",·风36024x60.30V24x60式中，带下标“0”的为无保护间隙数据，带下标“In的为有保护间隙数据。 DL/T876一2004附录A(规范性附录)统计安全因数绝缘的统计耐受电压Uw与系统的统计过电压U,之比值，即为统计安全因数Y，它们的关系式见式(3)0在求得统计安全因数Y后，即可由图A.1所示的R=.f(Y)曲线查出相应的危险率.52队}一}一}一}砂、一}一l一}5、}}一}2图}一}一}尸}陈}一一}5}一}2}一}一}一}一}v卜一}一}一}}}}}}}划}一}}勺入}一队一}}一}}}}一一}、}}一一}、}1卜}{}、KoA,.,121.31.41.5Y图A.1危险率R与统计安全因数Y的关系曲线图A.1中两条曲线的操作过电压标准偏差Qo分别为15%和10%,绝缘50%放电电压的标准偏差ad为6%;如果需要知道过电压标准偏差Qo为12%时的危险率，可用内插法求取。'