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DLT 2088-2020 直流接地极线路绝缘配合技术导则.pdfICS29.080.30 CCS K 40
华人民共和国电力行业标
直流接地极线路绝缘配合技术导则
nsulationcoordinationofDCearthe
太阳能光伏发电项目EPC工程总承包施工组织设计.docDL/T20882020
刚言 范围· 规范性引用文件. 术语和定义 符号和缩略语· 接地极线路及其作用电压· 操作过电压及限制措施 雷电过电压及限制措施 绝缘配合. 9直流续流及保护措施 附录A（资料性）各故障工况下接地极线路操作过电压的典型算例分析 附录B（资料性）接地极线路操作过电压特征. 附录C（资料性）操作过电压绝缘配合实例· 附录D（资料性）招弧角典型结构 参考文献
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本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电力企业联合会提出。 本文件由电力行业过电压与绝缘配合标准化技术委员会（DL/TC38）归口。 本文件负责起草单位：国网四川省电力公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、中 国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司、西安交通大学、四川电力设计咨询有限责任公司、国 网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司。 本文件主要起草人：张星海、张翠霞、雷潇、范松海、陈秀娟、修士新、张冯硕、曾宏、詹宗东、 甄威、时卫东、李健、吴吴、邓鹤鸣、邓元实、崔涛、刘强、廖文龙、方欣、滕予非、吴天宝、龚奕宇。 本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二 条一号,100761)。
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直流接地极线路绝缘配合技术导则
本文件列出了直流接地极线路的过电压类型与保护措施，规定了直流接地极线路的绝缘配合原则 和方法。 本文件适用于土400kV及以上直流输电工程接地极线路的绝缘配合设计，柔性直流输电工程可参 考本文件。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T311.3绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序 GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 DL/T5224高压直流输电大地返回系统设计技术规程 3术语和定义 DL/T5224界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 接地极earthelectrode 可持续地为直流系统传递直流电流的接地装置。由若干组接地导体和活性填充材料组成。放置在 陆地上的接地极，被称为陆地电极；放置在海水中或海岸上的接地极，被称为海洋或海岸电极。 3.2 接地极线路 各earthelectrodeline 连接换流站中性母线与接地极导流系统的架空线路。 3.3 招弧角arcinghorn 与绝缘子串并联的防雷装置，也称为并联间隙，一般由高压侧电极、接地侧电极和连接金具组 成。通常招弧角的间隙距离小于绝缘子串的长度，具有提供闪络路径、转移疏导电弧的功能。 3.4 直流续流stableDCarccurrent 接地极线路绝缘击穿后持续流过击穿通道的直流电流。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T311.3绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序 GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 DL/T5224高压直流输电大地返回系统设计技术规程
下列缩略语适用于本文件。 MRTB：金属回线转换断路器（metallicreturntransferbreaker） GRTB：大地回线转换断路器（groundreturn transferbreaker）
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E1：中性母线阀侧避雷器 E2：中性母线线路侧避雷器 EL：接地极引线避雷器 EM：金属回线避雷器 DR：保护中性母线平波电抗器的避雷器
E1：中性母线阀侧避雷器 E2：中性母线线路侧避雷器 EL：接地极引线避雷器 EM：金属回线避雷器 DR：保护中性母线平波电抗器的避雷器
5接地极线路及其作用电压
接地极线路具有运行电压低、长期电流小、短时电流大的特点，一般采用单独架空线路设计，如 图1a）所示。对于走廊拥挤地段，接地极线路可与直流输电线路同塔架设，如图1b）所示。接地极 线路一般分为两束，水平对称地布置在杆塔两侧。对于同塔架设，接地极线路宜位于直流输电线路导 线下方。图1c）为接地极线路导线连接方式的示意图
作用在接地极线路上的电压有运行电压、操作过电压和雷电过电压， 6操作过电压及限制措施
图1接地极线路杆塔和导线连接示意图
6.1.1在故障工况下直流系统的回路参数发生突变，接地极线路作为回路的一部分，在电磁 中产生过电压。这些工况包括：
6.1.1在故障工况下直流系统的回路参数发生突变，接地极线路作为回路的一部分，在电磁暂态过栏 中产生过电压。这些工况包括：
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a）换流站直流侧接地故障； b）直流输电线路接地故障： c）换相失败； d）紧急停运等。 在各种故障工况下，由换流站直流侧接地故障引起的接地极线路操作过电压具有最大值，典型计 算结果详见附录A。在操作过电压的绝缘配合中，宜以换流站直流侧接地故障引起的操作过电压作为 配合对象。 6.1.2对于接地极线路单独架设的情况，操作过电压的幅值从换流站中性母线到接地极址呈近似线性 减小的趋势。典型的分布特征见附录B.2。 对于直流输电线路和接地极线路同塔架设的情况，因同塔架设段内直流输电线路的耦合作用，操 作过电压幅值的沿线分布特征与单独架设的情况存在差别，宜进行计算分析。 6.1.3接地极线路操作过电压的波前时间与直流系统各设备的参数密切相关，典型的波前时间特征见 附录B.3。 6.1.4接地极线路操作过电压的幅值、波形参数的数值范围因具体工程而异。在对换流站直流侧接地 故障引起的接地极线路操作过电压进行仿真计算时，计算内容应包括幅值、波形和沿线分布。计算的 条件应满足以下要求： a）故障前的运行工况应考虑双极大地运行方式和单极大地运行方式。 b）故障点应包括高端换流器出口和极母线。
6.2.1换流站直流侧中性母线典型的避 如图2所示， 包括中性母线阀侧避雷器、中性母线线 路侧避雷器、接地极引线避雷器、金属回线避雷器、保护中性母线平波电抗器的避雷器。
图2换流站直流侧中性母线典型的避雷器配置
6.2.2对于接地极线路单独架设的情况，接地极引线避雷器对操作过电压进行限制， 井能承受由直流 侧接地故障引起的操作过电压能量。 6.2.3换流站中性母线一般配置有冲击电容器，可降低操作过电压的幅值和陆度
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7雷电过电压及限制措施
接地极线路的雷击闪络主要由反击和绕击引起。对于接地极线路和直流输电线路同塔架设的 杆塔高度的显著增加会提高其引雷作用，反击概率会高于单独架设的情况。 接地极线路上的雷电感应过电压的幅值一般不超过400kV，造成绝缘击穿的概率较低，
7.2.1接地极线路一般采用单根避雷线保护，在雷电活动强烈的地区可增加避雷线或减小保护角。 7.2.2对于雷电活动强烈的地区，可安装线路避雷器以减小雷击闪络率。 7.2.3降低杆塔接地电阻可减小反击概率。但直流续流的大小受杆塔接地电阻影响，接地电阻越小 直流续流越大，电弧熄灭越困难。因此杆塔接地电阻不应降低过多，以免增加电弧熄灭难度。 7.2.4为防止绝缘击穿后电弧烧蚀绝缘子，绝缘子串宜加装招弧角。
8.1.1接地极线路绝缘应符合现场污移度等级下耐受运行电压的要求。 8.1.2接地极线路在操作过电压下绝缘闪络后会产生直流续流，须进行操作过电压绝缘配合。对于接 地极线路单独架设的情况，接地极线路绝缘应能承受接地极引线避雷器的操作残压。对于接地极线路 和直流输电线路同塔架设的情况，接地极线路绝缘应能承受可能出现的最大操作过电压。 8.1.3接地极线路在雷电过电压下绝缘闪络后，只有在单极大地运行和双极大地不平衡运行这两种极 少出现的运行方式下才会产生直流续流，且雷电过电压的幅值具有随机性，高幅值雷电流下的绝缘击 穿难以避免，因此招弧角或绝缘子串的绝缘强度不宜以雷电过电压确定。 8.1.4接地极线路的绝缘配合应留有裕度，并力争全伏秒特性配合。 8.1.5接地极线路绝缘的操作冲击试验电压波形宜按工程预测值考虑。本文件取波前时间为250μs， 波尾时间为2500μS。 8.1.6本文件中接地极线路的绝缘配合公式，适用于海拔0m地区。当接地极线路所在地区海拔高于 Dm时，应根据GB/T50064进行校正。
8.2.1操作过电压的绝缘配合
操作过电压的绝缘配合方法宜参考GB/T311.3。 对于招弧角和未安装招弧角的绝缘子串，正极性操作冲击电压50%放电电压U。应符合 求：
US 对于单独架设的接地极线路，为接地极引线避雷器操作冲击保护水平；对于同塔架设的 情况，则为过电压幅值的最高值，kV。 C 标准偏差，取0.06。 K 海拔校正系数。
Usp 一对于单独架设的接地极线路，为接地极引线避雷器操作冲击保护水平；对于同塔架设的 情况，则为过电压幅值的最高值，kV。 a 标准偏差，取0.06。 海拔校正系数。
K，一一安全因数，取1.05。 风偏后操作过电压下导线对杆塔空气间隙的正极性操作冲击电压50%放电电压U,应符合式 要求。风偏计算用风速可取基本风速折算到导线平均高度处风速的50%，但不宜低于15m/s。
K，一一塔头空气间隙操作过电压配合系数，取1.1。 招弧角、绝缘子串和空气间隙在操作过电压下的正极性操作冲击电压50%放电电压，宜采用 搭或构架的放电电压试验数据，也可参考附录C中的试验数据。
8.2.2雷电过电压的绝缘配合
为保证在雷电过电压下招弧角先于被保护绝缘子串放电，招弧角的空气间隙距离应小于85%的绝 缘子串干弧距离。 风偏后导线对杆塔空气间隙的正极性雷电冲击电压50%放电电压，可选为绝缘子串相应电压的 85%。雷电过电压下风偏计算用风速，对于基本风速折算到导线平均高度处风速不小于35m/s时宜取 15m/s，否则宜取10m/s。
8.2.3考虑污秽情况的直流运行电压的绝缘配合
绝缘子在现场污移度等级下的直流运行电压的绝缘配合，应采用污耐压法或爬电比距法 核。
9.1.1接地极线路绝缘闪络后，通过接地极入地的直流运行电流在闪络点被分流，如图3所示。直流 续流的大小与闪络位置、杆塔接地电阻及架空地线的连接情况密切相关，其最大值可达总入地电流 的80%
图3直流续流等效电路
短时间内烧蚀招弧角电极和绝缘子，进而引发掉串、断线事故。宜在招弧角设计和直流控制保护中采 取措施，以防止绝缘闪络后直流续流造成的故障扩大。
9.2.1由于直流电弧无过零点，因此不宜依靠招弧角使电弧自然熄灭。
9.2.1由于直流电弧无过零点，因此不宜依靠招弧角使电弧自然熄灭。
9.2.2招弧角应能保证：
.2招弧角应能保证： 1）在雷电过电压下先于绝缘子串闪络； 2）直流电弧沿着招弧角电极向外转移到电极端部，从而保护绝缘子不被电弧灼烧损伤。 招弧角典型结构见附录D。
a）接地极线路电流差动保护； b）接地极线路电流不平衡保护。 3.2接地极线路电流差动保护和接地极线路电流不平衡保护动作后，直流控制系统宜采取如下动作 略： a）直流系统双极运行时，若接地极线路保护动作，则控制系统宜进行极平衡操作。 b）直流系统单极运行时，若接地极线路保护动作，则控制系统宜进行移相重启操作，移相重启 后，接地极线路保护复归，直流保持正常运行，反之则闭锁直流系统，
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附录A （资料性） 各故障工况下接地极线路操作过电压的典型算例分析
接地极线路操作过电压可以由多种故障工况引起，应选择其中最严苛的情况进行绝缘配合。根据 理论分析和运行经验，换流站直流侧接地故障产生的接地极线路过电压一般具有最大值。本附录给出 了土800kV直流输电工程的典型算例，对比了各故障工况下的整流侧接地极线路过电压幅值。
用作算例分析的直流系统如图A.1所示。系统在故障前为双极全压运行方式。接地极线路的过电 玉测量点为换流站出口处
算例模型参数如下： a）极母线平波电抗器：150mH； b）中性母线平波电抗器：150mH c）中性母线电容器：17μF； d）输电线路长度：1500km； e）接地极线路长度：100km。 直流滤波器调谐频率为2/39和12/2 换流站直流侧接地故障考虑故障点 障者虑3个位置住宅安全生产施工组织设计模板，分别是整流侧换
A.1土800kV直流输电系统算例的接线与故障
算例模型参数如下： a）极母线平波电抗器：150mH； b）中性母线平波电抗器：150mH c）中性母线电容器：17μF； d）输电线路长度：1500km； e）接地极线路长度：100km。 直流滤波器调谐频率为2/39和12/24，结构和参数如图A.2所示。 换流站直流侧接地故障考虑故障点①和故障点②，即高端换流器出口和极母线。直流输电线路接 障考虑3个位置，分别是整流侧换流站出口、线路中点和线路末端，即故障点②～④。换相失败
图A.2土800kV直流输电系统算例的直流滤波
各故障工况下的接地极线路操作过电压幅值见表A.1。换流站直流侧接地故障引发的接地极线路操 作过电压具有最高值，其中高端换流器出口故障时为376kV，极母线故障时为309kV。
BD-05--氧化锌避雷器、抗雷圈--新建瓮安至马场坪铁路甲供物资设备（电力、牵引变电）采购招标文件-盖章版本--ZG（二次）1各故障工况下的接地极线路操作过电压幅值