GB/T 311.4—2010.
1范围
GB/T 311的本部分规定了进行绝缘配合数字化计算的导则,并提出了普遍认可的建议。——电力系统的数字模型;
—实施适用于数值计算的确定性法和统计法。
GB/T 311.4适用于给出进行绝缘配合的计算方法、建模和示例方面的资料,以便采用GB/T 311.2—2002中提出的方法,并按照GB 311.1—1997选取设备或装置的绝缘水平。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件﹔凡是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 311.1—1997高压输变电设备的绝缘配合(neq IEC 60071-1;:1993)
GB/T 311.2—2002绝缘配合︰第⒉部分:高压输变电设备的绝缘配合使用导则(eqv IEC 60071-2:1996)
GB/T 311.3绝缘配合第3部分:高压直流换流站绝缘配合程序(GB/T 311.3—2007,IEC 60071-5:2002,MOD)
GB 1984高压交流断路器(GB 1984—2003,IEC 62271-100;2001,MOD)
GB 11032交流无间隙金属氧化物避雷器(GB 11032—2000,eqv IEC 60099-4;1991)GB/T 13499电力变压器应用导则(GB/T 13499--2002,idt 1EC 60076-8;1997)
GB/T 16927.1高电压试验技术第一部分:一般试验要求(GB/T 16927.1--1997, eqvIEC 60060-1:1989)
IEC 62271-110;2005高压开关设备和控制设备一第110部分:感性负载开合(High-voltageswitchgear and controlgear—Part 110;Lnductive load switching)
3术语和定义
除GB 311.1—1997外,下列术语和定义适用于本文件。注:某些术语来自IEC的多语字典[13.
3.1
反馈backfeeding
通过变压器由低压侧向高压架空线路或电缆供电的工况。

ICS29.080.01
中华人民共和国国家标准
GB/T311.4—2010
绝缘配合
第4部分：电网绝缘配合及其
模拟的计算导则
Insulation co-ordination-
Part 4:Computational guide to insulation co-ordinationandmodeling of electrical networks（IEC60071-4:2004,MOD）
2010-11-10发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2011-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
符号和缩写
过电压的类型
研究类型
暂时过电压（TOV）
缓波前过电压（SFO)
快波前过电压（FFO)
特快波前过电压（VFFO）
7网络元件的表示和数值处理
数值处理
架空线路和地下电缆的表示
7.4计算暂时过电压时电网元件的表示目
7.5计算缓波前过电压时的电网元件的表示，7.6计算快波前瞬态时电网元件的表示7.7计算特快波前过电压时网络元件的表示8暂时过电压分析
概述·
8.2暂时过电压的快速估算
8.3暂时过电压的详细计算
9缓被波前过电压分析·
9.2SFO研究的快速方法
9.3采用的方法…
9.4统计法导则
10快波前过电压（FFO)分析
统计法和半统计法的应用导则
11特快波前过电压（VFFO)的分析11.1
研究的目的
VFFO的产生和类型
GB/T311.4—2010
GB/T311.4—2010
研究用导则
12模拟计算示例
示例1：包括长线在内的大型输电系统的TOV示例2(SF0)
示例3（FFO)
500kV线路充电（合闸）
500kVGIS变电站的雷电防护
工况4（VFFO)
765kVGIS中瞬态的模拟
附录A（资料性附录）架空线路和地下电缆的表示单导体线路的精确Ⅱ模型
A.2常规Ⅱ回路
行波法：常电感的单相无损线
与频率相关的单导线线路模型
A.5多导体线路的模型
A.5.1模型参数
A.5.2转换矩阵的近似
附录B（资料性附录）
断路器电弧模型
开断步骤
电弧的数学模型
回路断开的特殊情况
B.3.1开断线路故障
B.3.2开断小电感电流
附录C（资料性附录）计算电力系统设备雷害故障率的概率法简介
概率模式的确定
C.2.1雷击点
C.3强度函数的计算和故障域的确定（见图C.1)C.4故障率的积分计算
C.5预期的年故障次数
附录D（资料性附录）计算示例5（TOV）电抗器间的谐报
D.1输人参数和模拟
线路图
线路参数
发电机
变压器
电抗器
D.2方法
结果和解释
附录E（资料性附录）计算示例6（SFO）E.1输人的数据和模型
线路图（图E.1)
—400kV/200kV输电系统中线路和因SFO引起的气体绝缘线路故障率的计算35
GB/T311.4—2010
系统暂态稳定计算得到的CHMT、LVD7和CHE7处的TOV系统暂态稳定模拟得到的第1、第2和第3电源中心的发电机频率动态电源模型的方框图［55】
LVD7处的TOV—一具有588kV和612kV固定连接的避雷器的电磁瞬态模拟CHM7处的TOV
一具有588kV和612kV固定连接的避雷器的电磁瞬态模拟-LVD7处的TOV—一具有484kV自动投切的金属氧化物避雷器的电磁瞬态模拟CHM7处的TOV一具有484kV自动投切的金属氧化物避雷器的电磁瞬态模拟系统的模拟
辅助触头和主触头
具有残余电荷和合闸电阻的配置中的相对地过电压累积概率函数和绝缘放电概率示例**591000次操作的故障次数与设备耐受电压之间的关系用于雷击研究的500kVGIS变电站的电路图雷电流的波形
“个GIS段（节点》故障和安全状态的界面的近似表示联合概率密度函数等值曲线*
具有合闻隔离开关的765kVGIS的单线图（仅用粗线表示的GIS部分对此处模拟的瞬态现象是重要的：图40中的某些点也在此处表示出）·图40
研究瞬态现象的765kVGIS部分的模拟图4 ns的斜波
开关操作
过电压的类别和形状一一标准电压波形和标准耐受试验最严重的过电压类型和产生它们的工况之间的对应关系现行的架空线路和地下电缆模型的应用和限制条件文献[59]建议的对应于不同结构的，U。和DE值表5
摘自文献[44]的变压器对地最小电容表6
摘自文献[28］的典型变压器类设备对地电容摘自文献[28]的断路器和隔离开关对地电容首次负极性下行雷击的表示
首次负极性下行雷击的半峰值时间表10
负极性下行随后雷击的表示
负极性下行随后雷击的半峰值时间VFFO研究中元件的表示
FFO研究方法的类型
电源侧参数
避雷器的特性
并联电抗器的特性
断路器的电容
残余电荷·
系统结构
记录的过电压
1000次操作的故障次数
系统的模型
应用EGM法需要的数据
峰值电流分布
两条架空进线上不同区段的雷击次数GIS破坏性放电电压分布和雷电流峰值分布的参数FORM的风险估算（杆塔接地电阻=10Q）对于GIS11的故障率估算
GIS元件的模拟：765kVGIS的数据GB/T311.4—2010
GB/T311.4—2010
本部分使用重新起草法修改采用IEC60071-4：2004《绝缘配合第4部分：绝缘配合和电网模拟的计算导则（英文版）。
本部分按照GB/T1.1—2009和GB/T20000.2-—2009给出的规测起草。本部分与IEC60071-4：2004的主要技术性差异及其原固如下：—3.17代表性雷电流中用\雷电流最大值”代替\雷电流最小值”IEC60071-4：2004编辑性错误，故进行了修改！
7.6.3.3感性支路中用o.5μH/m\代替\1μH/m”。根据我国经验，1μH/m数值偏大.故进行了修改：
前除了7.4.3.1使用PI模型的建议的条标题一行。因7.4.3中无7.4.3.2不符合GB/T1.1一2009的相关规定故进行了编辑性修改！在7.6.5.1.4中增加*注2.7.6.5.1.3和7.6.5.1.4介绍的方法是针对标准大气条件的.未考虑海拨高度的影响，不宜直接应用于工程。”。因为IEC60071-4的7.6.5.1.3采用面积标准的空气间隙模型”和7.6.5.1.4基于表示先导传播的空气间隙模型”介绍的方法均是针对标谁大气条件面言的，未考虑海拔高度的影响，不能直接应用于工程。故加注予以说明以提高可操作性。另原7.6.5.1.4中的注”顺延为“注1”在7.6.7变压器的表6中增加电压等级500kV变压器类设备典型对地电容数据。以适应我国的实际需要，提高可操作性。一在7.6.8断路器和隔离开关的表7中增加电压等级500kV断路器和隔离开关类设备典型对地电容数据。以适应我国的实际需要，提高可操作性。—7.6.9窗击
·删除认为雷电统计对全世界是相同的”一句。此话不严格，因为不同地区、不同国家的雷电流幅值的分布概率有较大的差异。·增加注：需注意地闪密度监测灵敏度应和雷电流幅值的监测灵敏度一致，否则会带来误差。”。
7.6.9.3表示首次负极性下行雷击的概率分布·删除了“也可以采用某些国家使用的一些已有的经验公式。”一行。不适用故剧除。●增加注：根据我国的实际测量数据，我国大部分地区防富计算中的留电流幅值的分布采用1gP1）三一/88，南以外的西北地区，内蒙古自治区的部分地区（这类地区的平均年雷暴日数一般在20及以下）少雷地区的雷电流韬值减半，IgP(1）=一I/44\，因为不同地区，不同国家的雷电流幅值的分布概率有较大的差异，而IEC60071-4\7.6.9.3仅介绍了IEEE提出的一个关于电流幅值的分布的简化公式，不完全适用于我国，故增加注释标明我国的实际以提高可操作性。一10.1.3确定性法中用*最大审电流”代替最小雷电流”，1EC60071-4：2004编辑性错误·故进行了修改！
一在10.2.2需要的数据中增加“一塔头空气间隙的放电特性：”，计算需要。一在12.3.1.4表15避雷器的特性中用持续运行电压U的数据324kV\代替350kV*，用操作冲击残压U(2kA)的数据\907kV\代替操作冲击残压U(IkA）的数据\864kV\。以适应我国的实际需要，即符合GB11032的相关规定。GB/T311.4-2010
附录A
.A.3行波法：常电感的单相无损线中用公式\V(r.t)+Zel(.t)=2XZeF（r一ut）\代替\V(n+Zel(n)=2xZeF,(r-ut)\
●A.4与频率相关的单导线线路模型中用公式\V,(r)-F-1(Ze）×I（t)-F-1（e-Y）X（V()+F-(Ze)X())\代替\V(t)-F-1(Z)Xl,(n)=F-1(e-)X(V(t)+F-1(Ze)X(0）
·A.5.1模型参数中用公式--dV(p)=2(p)I(p);-d(p)=Y(p)V(p)\代替dr
\_dV(p)=2(p)1(p);9
d(p.)=Y(p)V(p)\。
IEC60071-4：2004缩辑性错误，故进行了修改。本部分与IEC60071-4：2004的上述主要差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线（）进行了标示。
本部分中的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国高电压试验技术和绝缘配合标准化技术委员会（SAC/TC163）归口。本部分负责起草单位：国网电力科学研究院、西安高压电器研究院有限责任公司。本部分参加起草单位：河南平高电气股份有限公司、山东电力研究院、湖南省电力试研院、南方电网技术研究中心、广东省电力设计研究院、江西省电力科学研究院，库柏耐吉（宁波）电气有限公司。本部分主要起草人：谷定樊、田恩文、周沛洪、王建生、王维洲、严玉林、何慧雯、张小勇。本部分参加起草人：崔东、陈勇、王亭、曹祥麟、郭志红、李文艺、蒋正龙、蔡汉生、童军心、蒋斌。1范围
绝缘配合
第4部分：电网绝缘配合及其
模拟的计算导则
GB/T311.4—2010
GB/T311的本部分规定了进行绝缘配合数字化计算的导则，并提出了普追认可的建议：一电力系统的数字模型：
一实施适用于数值计算的确定性法和统计法。本部分适用于给出进行绝缘配合的计算方法，建模和示例方面的资料，以便采用GB/T311.22002中提出的方法，并按照GB311.1一1997选取设备或装置的绝缘水平。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件：凡是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。GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合（negIEC60071-1.1993）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（eqVIEC600712-1996)
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/T311.32007，IEC60071-5.2002MOD)
GB1984高压交流断路器（GB1984—2003.IEC62271-100：2001.MOD）GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器（GB11032-2000，eqvIEC60099-4：1991）GB/T13499电力变压器应用导则（GB/T13499--2002.idt1EC60076-8：1997）GB/T16927.1高电压试验技术第一部分：一般试验要求（GB/T16927.1-1997，eqvIEC60060-1:1989)
5高压开关设备和控制设备一第110部分：感性负载开合（High-voltageIEC62271-110,2005
switchgear and controlgearPart ll0,Lnductive load switching)3术语和定义
除GB311.1一1997外.下列术语和定义适用于本文件。注，某些术语来自IEC的多语字典[I。3.1
反馈backfeeding
通过变压器由低压侧向高压架空线路或电缆供电的工况。1方括号中的引用见参考文献。
GB/T311.4—2010
反击（逆闪）back flashover
雷击杆塔或架空地线造成的相对地绝缘闪络[1]。3.3
反击率（逆闪率）backflashoverrate每100km线路每年的反击（逆闪）次数。3.4
closing of capacitive load
投入客性负载
主要是指电容器组的投人，但是也包括任何其他容性负载的投人。3.5
临界电流critical current
引起线路闪络的最小雷电流。
注，线路的临界电流是指所有住人点的最临界电流3.6
直击雷direct lightning strike雷击电网的一个元件，如导线，杆塔或变电站设备[1。3.7
充电（合闸）energization
事先没有储能的电力系统元件与电源的连接或再连接。3.8
故障清除fault clearing
开断系统短路。
限定距离limit distance
离开变电站的距离，在此距离外的出出州起的过电不会产生危害变电站设备的侵人波。3.10
线路分闸（线路切除）linedropping通过开断最后一台断路器将线路断开。3.11
linefault application
施加线路故障
对系统中的某一线路施加一个短路。3.12
甩负荷load rejection
断开线路断路器，引起向一定量的负荷停止供电。注：从暂时过电压的观点出发，最严重的情况是输送电厂大部分电能的长距离输电线路的负荷侧断路器分闸。3.13
linere-energization
线路重合闸
故障或继电器误动引起的线路断路器的分闸后的快速合闸。注：对于线路充电·应计及线路的戒余电荷。3.14
maximum shielding current
最大绕击电流
能够击中被架空地线保护的线路相导线的最大雷电流。2
平行线路谐振parallel lineresonanceGB/T311.4—2010
因与平行的带电线路之间的电容合引起的在并联电抗补偿的不带电的回路上的过电压。3.16
选相操作point-on-cycle controlled switching在合闸容性负载时，选择断路器触头间电压过零的瞬间合闸，以消除操作瞬态。在开断感性负载时，保证在电弧拉长和变弱，电流过零时分闸，以消除重击穿和重燃的风险。3.17
representative lightning stroke eurrent代表性雷电流
在特定的雷击点产生设备能够耐受的过电压的雷电流最大值。它通常根据经验得出。3.18
缓波前过电压闪络率slow-front overvoltage flashover rate因缓波前过电压造成的每100km线路每年的闪络欣数3.19
并联电阻switchingresistor
为了限制长线路来自电源激动的操作冲出的幅值，接人的和线路波阻抗相当的电阻。3.20
感性和容性电流的开合switching of inductive and capacitive current包括电动机启动电流的载断，变压器励磁电流的开断或者川联电抗器的开断时的感性电流的截断，电弧炉以及其变压器的开合和操作，空载电缆和电容器组的开个·高压熔断器的电流的截断。（见GB/T311,2—2002中的2.3.35.）3.21
uneven breaker-pole operations非同期断路器极（相）的操作
断路器的分闸和合闸期间断路器的·个或两个极缓动特号和缩写
空气绝开关设备
反击(遵闪）
反击(逆闪》率
电气几何模型
灵话交流输电系统
快波前过电压
气体绝缘开关设备
高压直流
雷电冲击耐受电压
金属氧化物避雷器
缓波前过电压
操作冲击耐受电压
暖波前过电压内络率
GB/T311.4—2010
*在些场合也简写为VFTO
智时过电压
瞬态恢复电压
特快波前过电压
波阻抗（或特征阻抗）
临界电流
最大绕击电流
作为补充.见GB/T311.2—2002的1.3以及参考文献[41中的符号清单。5过电压的类型
表1和图1详述了所有类型过电压的特征。表1过电压的类别和形状-
电压或过
电压的波形
连续的
督时的
一标准电压波形和标准耐受试验态
缓被前
电压或过电压f-50Hz或60Hz10Hz波形的范围
标准电
压波形
标准耐受
电压试验
T≥36005
f=50Hz或60Hz
0.0254T3600
48Hzf62Hz
短持续时间的
工频耐受
由相关的电器委员会规定。
T≤20ms
T,-250u器
T-2500μs
操作冲击试验bzxZ.net
快波前
T300um
T=50mm
雷电冲击试验
特快波前
Ts100ns
0.3MHJ<100MHz
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