10kV台架变压器防雷技术导则

ICS29.240

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DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXXX—XXXX

10kV台架变压器防雷技术导则

Technicalguideforlightningprotectionof10kVpole-mounteddistribution

transformer

（初稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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前言

本文件按照GB/T1.1—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。

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归口。

本文件起草单位：南方电网科学研究院有限责任公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国

网陕西省电力公司电力科学研究院、中国南方电网有限责任公司、国家电网河南电力公司电力科学研究

院、广西电网有限责任公司、云南电网有限责任公司、广西电网有限责任公司钦州供电局、云南电网有

限责任公司曲靖供电局、广州中光电气科技有限公司、广西电网有限责任公司电力科学研究院、海南电

网有限责任公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究院、南阳金冠电气股份有限公司。

本文件主要起草人：

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）。

II

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1范围

本文件规定了10kV台架变压器的雷电防护分级、防雷技术要求、施工与验收要求、运行与维护要

求。

本文件适用于交流10kV台架变压器及其配套设备的防雷保护。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的常规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/T2900.19电工术语高压试验技术和绝缘配合

GB/T2900.57电工术语发电、输电及配电运行

GB11032交流无间隙金属氧化物避雷器

GB18802.1低压电涌保护器（SPD）第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试

验方法

GB/T37136电力用户供配电设施运行维护规范

GB/T50064交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范

GB/T50065交流电气装置的接地设计规范

GB50148电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范

GB50150电气装置安装工程电气交接试验标准

DL/T1294交流电力系统金属氧化物避雷器用脱离器使用导则

DL/T167435kV及以下配网防雷技术导则

DL/T522010kV及以下架空配电线路设计技术规程

NB/T42095交流电力系统金属氧化物避雷器用脱离器

3术语和定义

GB/T2900.19、GB/T2900.57界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

台架变压器pole-mounteddistributiontransformer

安装在户外台架上将10kV电压转换为380V电压，为终端用户供电的配电变压器。

3.2

少雷区lessthunderstormregion

平均年雷暴日数不超过15天或地闪密度不超过0.78次/（km2•a）的地区。

[来源：GB/T50064-2014]。

3.3

中雷区middlethunderstormregion

平均年雷暴日数超过15天但不超过40天或地闪密度超过0.78次/（km2•a）但不超过2.78次/（km2

•a）的地区。

[来源：GB/T50064-2014]。

3.4

多雷区morethunderstormregion

3

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平均年雷暴日数超过40天但不超过90天或地闪密度超过2.78次/（km2•a）但不超过7.98次/（km2

•a）的地区。

[来源：GB/T50064-2014]。

3.5

强雷区strongthunderstormregion

平均年雷暴日数超过90天或地闪密度超过7.98次/（km2•a）以及根据运行经验雷害特殊严重的地

区。

[来源：GB/T50064-2014]。

3.6

接地网groundgrid

由一组或多组接地体在地下相互连通构成，为电气设备或金属结构提供基准电位和对地泄放电流的

通道等。

3.7

等电位联结equipotentialbonding

将不同的电气装置、导电物体等，用导体或浪涌保护器以某种方式连接起来，以减小雷电流在它们

之间产生的电位差。

[来源：GB/T50064-2014]。

3.8

等电位接地端子板equipotentialgroundingterminalboard

将需要接地的不同电气装置、导电物体等，用导体连接在同一个端子板上，实现统一接地的连接装

置，便于集中安装维护和减少不同电气装置之间的电位差。

3.9

浪涌保护器surgeprotectivedevices(SPD)

通过抑制瞬态过电压以及旁路浪涌电流来保护设备的装置。

3.10

土壤电阻率soilresistivity

土壤电阻率是单位体积土壤相对两面间，以欧姆为单位的电阻。土壤电阻率与土壤体积无关，其单

位是Ω·m。

4总则

4.1台架变压器防雷应从实际情况出发，根据用户重要程度、设备状况、雷区等级、地形地貌及地质情

况等，因地制宜采取差异化雷电防护措施，做到安全可靠、技术先进、经济适用、节能环保。

4.2台架变压器防雷的主要目标是防范变压器雷击损坏，对重要电力用户应提高雷电防护等级。

4.3台架变压器的防雷设计、施工及运维，应优先确保人身安全，并兼顾技术经济性和运维便利性。

4.4台架变压器的防雷产品选型、检测和施工应遵守国家标准规范的相关规定。

4.5台架变压器的防雷应做好历年雷击故障统计和防雷措施效果评估，不断优化和完善防雷技术工作。

4.6台架变压器防雷除应符合本文件外，还应符合国家和电力行业现行有关标准的规定。

5雷电防护分级

5.1台架变压器应根据电力用户重要等级、雷区等级、地形地貌等开展差异化防雷工作。一般情况下，

台架变压器的雷电防护等级可按表1进行选择。电力用户重要等级划分参见附录A。

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表110kV台架变压器雷电防护等级划分

雷电防护等级防护要求用户重要等级雷区等级

特级、一级重要用户全部雷区

Ⅰ级高

二级重要用户、临时性重要用户强雷区、多雷区

二级重要用户、临时性重要用户中雷区、少雷区

Ⅱ级较高

一般用户强雷区、多雷区、中雷区

Ⅲ级一般一般用户少雷区

5.2对需要进一步细化台架变压器绝缘水平、地形地貌、土壤电阻率、地闪密度等因素以制定防雷措

施的情况，可参考附录B开展雷击风险评估和雷电防护等级选择。

6防雷技术要求

6.1接地要求

6.1.1台架变压器应设置闭合环形的统一接地装置，高、低压侧不宜单独设置分离的接地装置。

6.1.2台架变压器的防雷接地应采取集中接地方式，一般敷设3～5根垂直接地极，在土壤电阻率较

高的地区，可敷设3～5根放射形水平接地极，或根据实际土壤结构计算确定。

6.1.3容量100kVA及以上台架变压器接地电阻不应大于4Ω，容量100kVA以下台架变压器接地电

阻不应大于10Ω。对于人迹稀少的山区或向山顶供电的台架变压器，如果土壤电阻率较高，降阻特别

困难也极不经济，在采取有效的防范社会人员触电措施后，接地电阻可适当放宽，土壤电阻率与接地电

阻的控制值参见附录C。

6.1.4接地网设计应满足跨步电压及接触电压要求，接触电位差和跨步电位差不应超过式（1）和式

（2）计算所得的数值。

174+0.17ssC

Ut=（1）

ts

174+0.7ssC

Us=（2）

ts

式中：Ut——接触电位差允许值（V）；

Us——跨步电位差允许值（V）；

ρs——地表层的土壤电阻率（Ω·m）；

Cs——表层衰减系数，按式（3）计算；

0.09−(1/s)

Cs=1-（3）

2hs+0.09

式中：ρ——下层的土壤电阻率（Ω·m）；

hs——表层土壤厚度（m）；

ts——接地故障电流持续时间（s）。

6.1.5对中性点不接地、谐振接地和高阻接地系统，发生单相接地故障后，当不能迅速切除故障时，

接地网的接触电位差和跨步电压不应超过式（4）和式（5）计算所得数值。

Ut=+500.05ssC（4）

Us=+500.2ssC（5）

6.1.6接地网宜采用热镀锌钢质材料，必要时可采用铜覆钢、锌包钢、环保型复合接地材料等。在高

土壤电阻率地区，可采用换土法、长效降阻剂、低电阻接地模块或其它经验证可行的新技术、新材料降

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低接地电阻。埋入土壤内接地体的规格参数应满足GB/T50065和DL/T5220规定。

6.1.7接地引下线应与接地装置可靠连接，同时应满足雷电流、故障短路电流及运行感应电流的热稳

定要求。接地引下线宜采用镀锌扁钢或圆钢，截面积不宜小于80mm2，并沿最短接地路径布置。

6.2避雷器配置要求

6.2.1台架变压器的高压侧和低压侧均应装设无间隙避雷器进行保护，防止雷击时变压器逆变换过电

压和正变换过电压引起的危害。避雷器应尽量靠近变压器安装，避雷器与变压器高压侧进线端接线长度

不宜大于3m（条件允许时宜控制在2m以内）。避雷器接地端、低压绕组中性点应接至配电变压器的

外壳，采取三点联合接地方式（如下图1所示）实现良好的等电位连接。配电变压器雷击时的逆变换过

电压和正变换过电压受损机理参见附录D。

台架变压器

10kV进线380V出线

高压避雷器

低压避雷器

中性点

联合接地

引下线

图1台架变压器三点联合的接地方法

6.2.2台架变压器高压侧用避雷器一般可按表2分类，对雷电防护等级Ⅰ级的台架变压器，避雷器宜

选择类型为“DH”的无间隙避雷器，雷电防护等级Ⅱ级的台架变压器，可选择类型为“DM”的无间

隙避雷器，其它台架变压器可选择设计类型为“DL”的无间隙避雷器。台架变压器高压侧用避雷器典

型技术参数参见表3。避雷器的其它技术要求应满足GB11032的相关规定。

表2台架变压器高压侧用避雷器分类

避雷器类型1DHDMDL

标称放电电流（kA）1055

重复电荷转移能力2（C）≥0.4≥0.2≥0.1

热电荷转移能力3（C）≥1.1≥0.7≥0.45

4/10μs大电流冲击电流（kA）1006540

注1：避雷器类型参考GB/T11032由高到低依次分为DH、DM、DL。

注2：为配电网避雷器设计能够承受的电荷转移能力，对配电网避雷器，用20次8/20μs雷电冲击电流进行考核，该试

验可在电阻片上进行，不必考虑热耗散性能，表中的数据为单次8/20μs雷电冲击电流积分电荷值。以10kA标称

电流最低要求单次0.4C为例，需对该避雷器用电阻片进行20次约25kA雷电冲击电流试验，其生命周期重复电

荷转移能力应不低于8C。

注3：为避雷器或热比例单元在热恢复试验中3min内能承受的热电荷转移能力，对配电网避雷器，同样使用8/20μs

雷电冲击电流注入热电荷。

表310kV台架变压器高压侧用避雷器典型技术参数

序号避雷器类型DH-1DH-2DM-1DM-2DM-3DL

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1额定电压(kV)171717171217

2持续运行电压(kV)13.613.613.613.69.613.6

3标称放电电流(kA)10105552.5

直流1mA参考电压(不小

42524252417.425

于)(kV)

0.75倍直流1mA参考电压下

5≤50≤50≤50≤50≤50≤50

的泄漏电流(A)

6工频参考电压(kV)≥17≥17≥17≥17≥1217

250A操作冲击电流下的最大

742.538.342.538.327.642.5

残压(峰值，不大于)(kV)

标称放电电流雷电冲击下最

85045504532.450

大残压(峰值，不大于)(kV)

陡波冲击电流下最大残压(峰

957.551.857.551.837.257.5

值，不大于)(kV)

大电流冲击耐受能力，4/10s，

1010010065656540

2次(kA)

11重复电荷转移能力(C)≥0.4≥0.4≥0.2≥0.2≥0.2≥0.1

122ms方波电流冲击耐受(A)40040015015015075

中性点高电中性点高电中性点高电中性点高电中性点低电中性点高电

13系统接地方式

阻接地1阻接地1阻接地1阻接地1阻接地2阻接地1

14用途配电类电站类配电类电站类电站类配电类

注1：中性点高电阻接地，指变压器中性点至少有一根导线或一点经高电阻接地，系统等值零序电阻不大于系统单相对

地分布容抗，且系统接地故障电流小于10A。

注2：中性点低电阻接地，指变压器中性点至少有一根导线或一点经低电阻接地，系统等值零序电阻不小于2倍系统等

值零序感抗。

6.2.3对雷电防护等级Ⅰ级和发生过雷击变压器损坏或避雷器损坏的台架变压器，宜在相邻杆塔也安

装避雷器，必要时台架变压器高压侧可选用雷电冲击残压不超过45kV的“DH”类型无间隙避雷器，

避雷器型号对台架变压器的防雷效果影响参见附录E。

6.2.4配电变压器高压侧避雷器的选型应充分考虑运维人员作业的便利性和安全性，条件允许时宜选

择可带电更换的避雷器，雷害严重或避雷器频繁损坏的地区可选择带脱离器的避雷器。脱离器的典型技

术参数参考附录F。

6.2.5台架变压器低压侧避雷器的可按表4分类，对雷电防护等级Ⅰ级的可选用类型为“DH”的无

间隙避雷器，雷电防护等级Ⅱ级的可选择类型为“DM”的无间隙避雷器，其它台架变压器可选择类型

为“DL”的无间隙避雷器。

表410kV台架变压器低压侧用避雷器典型技术参数

避雷器类型DHDMDL

避雷器额定电压1(有效值)(kV)0.28/0.500.28/0.500.28/0.50

直流参考电压(不小于)(kV)0.6/1.20.6/1.20.6/1.2

标称放电电流(kA)1051.5

4/10μs大电流冲击电流(kA)1006510

残压2(不大于)(kV)1.3/2.61.3/2.61.3/2.6

注1：0.28kV用于220V/380V系统的相对地保护，0.50kV用于220V/380V系统的线间保护；

注2：残压为标称放电电流冲击下的残压。

6.2.6台架变压器低压侧避雷器宜在靠近变压器的支架上安装，安装距离不宜超过1m。

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6.2.7台架变压器低压侧的计量箱、配电箱等宜加装浪涌保护器（SPD）进行保护，箱体的接地应与

变压器地网相连接，如图2所示。

台架变压器

10kV进线380V出线

高压避雷器

低压避雷器

中性点

配电箱计量

联合接地SPD

引下线计量箱开关

箱体外壳SPD低压

接地端接地

地网相连

图2台架变压器电力计量箱接地示意

6.2.8台架变压器低压配电箱浪涌保护器的保护水平Up/f应低于被保护设备的额定冲击耐受电压Uw，

且保护水平不高于2500V，浪涌保护器的最大持续工作电压Uc不应低于表3规定的值，浪涌保护器的其

它性能应满足GB18802.1的相关规定。

表3电涌保护器的最小Uc值

安装位置最大持续工作电压

相线与中性线间1.15U0

相线与PE线间3U0

中性线与PE线间U0

注：U0指交流系统相线对中性线的标称电压。

6.2.9台架变压器低压配电箱浪涌保护器的连接导体应采用铜导线，浪涌保护器连接相线铜导线截面

积应大于6mm2，浪涌保护器接地端连接铜导线截面积应大于10mm2。

6.3绝缘配置要求

6.3.1台架变压器的额定雷电冲击耐受电压、额定短时工频耐受电压不应低于表4的要求，雷电防护

等级Ⅰ级的宜选择绝缘耐受水平较高的配电设备。

表4台架变压器的额定雷电冲击、工频耐受电压(峰值)(kV)

额定雷电冲击耐受电压(峰值)额定短时工频耐受电压(有效值)

绕组电压等级设备最高电压

相对地相间相对地相间

101275(60)75(60)35(28)35(28)

0.40.48——55

注：括号内和外数据分别对应低电阻和非低电阻接地系统。

6.4其他要求

6.4.1对频繁发生雷击故障的台架变压器所在架空线路，可结合配电线路的防雷需求，综合考虑对变

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压器附近区段安装架空地线，架空地线末段杆塔的接地不应与台架变压器接地网相连。架空地线设置应

满足DL/T1674的相关技术要求，10kV架空线路及变压器台架安装地线可参考附录G。

6.4.2台架横担可设置一个等电位端子板，高压避雷器接地、低压避雷器接地、变压器金属外壳接地、

中性点接地、线缆金属外层、金属管、槽等均应以最短的距离与台架等电位接地端子板连接，便于运行

维护。

7施工与验收要求

7.1接地网施工

7.1.1人工接地体宜在台架变压器四周基础1m处埋设，在土壤中的埋设深度不应小于0.6m，泥沼

地不应小于0.8m。冻土地带人工接地体应埋设在冻土层以下。水平接地体应挖沟埋设，钢质垂直接地

体宜直接打入地沟内，其间距不宜小于其长度的2倍并均匀布置。铜质材料、石墨或其他非金属导电材

料接地体宜挖坑埋设或参考生产厂家的安装要求埋设。

7.1.2钢质接地体应采用焊接连接。其搭接线长度应符合下列规定：

（1）扁钢与扁钢（角钢）搭接长度为扁钢宽度的2倍，不少于三面焊接；

（2）圆钢与圆钢搭接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊；

（3）圆钢与扁钢搭接长度为圆钢直径的6倍，双面施焊；

（4）扁钢和圆钢与钢管、角钢互相焊接时，除应在接触部位双面施焊外，还应增加圆钢搭接件；

圆钢搭接件在水平、垂直方向的焊接长度各为圆钢直径的6倍，双面施焊；

（5）焊接部位应除去焊渣后做防腐处理。

7.1.3铜质接地装置应采用焊接或热熔焊，钢质和铜质接地装置之间连接应采用热熔焊，连接部位应

做防腐处理。

7.1.4接地装置连接应可靠，连接处不应松动、脱焊、接触不良。

7.1.5接地装置施工结束后，接地电阻值必须符合设计要求，隐蔽工程部分应有检查验收合格的记录

档案。

7.2接地线安装

7.2.1接地装置应在不同位置至少引出两根连接导体与等电位接地端子板相连接。接地引出线与接地

装置连接处应焊接或热熔接，连接点应有防腐措施。

7.2.2接地线采用螺栓连接时，应连接可靠，连接处应有防松动和防腐蚀的措施。

7.2.3接地线穿过有机械应力的地方时，应采取防机械损伤的措施。

7.3避雷器安装

7.3.1避雷器和导线的引线及接地引线应尽可能缩短，以减小引线电感对避雷器保护的影响，安装时

应对引线进行固定，杜绝松弛悬挂造成放电或其它危险。

7.3.2对带脱离器的避雷器，脱离器与避雷器应串联安装，复合外套避雷器应用绝缘支架安装在铁横

担上，瓷套避雷器可直接使用金属夹具安装在铁横担上，脱离器接地线宜采用不小于6mm2的软铜线，

并保留脱离时需要的弹出长度。典型带脱离器的避雷器安装示意图见图3。

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高压接线端

高压接线端

瓷套避雷器本体

复合外套避雷器本体

金属支撑夹板

绝缘支架

角钢横担

角铁横担

脱离器软铜连接线

软铜连接线

脱离器

（a）复合外套避雷器（b）瓷套避雷器

图3带脱离器的避雷器安装示意

7.4验收要求

7.4.1台架变压器的避雷器应排列整齐，高低一致，相间距离应不小于0.2m，避雷器的上、下引线

应布置合理，避免交叉缠绕，符合GB50150的要求。

7.4.2台架变压器避雷器与电气部分连接不应产生外加应力。

7.4.3台架变压器接地装置验收应确保下列项目满足设计要求：

（1）接地装置的结构和安装位置；

（2）接地体的埋设间距、深度、安装方法；

（3）接地装置的接地电阻；

（4）接地装置的材质、连接方法、防腐处理；

（5）随工及隐蔽工程记录。

7.4.4台架变压器接地线验收应确保下列项目满足设计要求：

（1）接地装置与总等电位接地端子板连接导体规格和连接方法；

（2）接地干线的规格、敷设方式、与台架变压器总等电位接地端子板的连接方法；

（3）接地线与接地体的连接方法。

7.4.5台架变压器的避雷器和浪涌保护器验收应确保下列项目满足设计要求：

（1）避雷器和浪涌保护器的安装位置、连接方式、工作状态指示；

（2）避雷器和浪涌保护器连接导线的长度、截面积；

（3）避雷器或浪涌保护器的参数选择。

7.5其它要求

7.5.1防雷工程采用的器材应符合国家现行有关标准的规定，并应有合格证书，测试仪表、量具应鉴

定合格，并在有效期内使用。

7.5.2防雷施工和交接验收除满足本规定外，还应满足GB50148和GB50150和已批准的设计施工

文件相关要求。

8运行与维护要求

8.1巡视要求

8.1.1台架变压器运维单位应结合运检工作安排，对台架变压器防雷措施开展定期巡视和特殊巡视。

8.1.2每年雷雨季节到来之前，应对台架变压器防雷措施开展一次定期巡视检查和接地电阻值测量，

并根据检查结果开展台架变压器维护，及时消除隐患。

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8.1.3雷雨季节特别是每一次雷雨后，应及时开展特殊巡视，及时消除隐患。在雷电活动强烈的地区，

应加强对防雷装置目测检查。

8.2维护与消缺要求

8.2.1对台架变压器测量接地电阻值，若测试值大于规定值，应检查接地装置和土壤条件，找出变化

原因，及时采取有效的整改措施。

8.2.2检测台架变压器的引下线、金属外壳、机架等等电位连接的电气连续性，当发现有脱焊、松动

或锈蚀等现象时，应及时修复或更换，特别是在断接卡或接地测试点处，应经常进行电气连续性检测。

8.2.3检查台架变压器的杆塔、引下线腐蚀情况及机械损伤，包括由雷击放电所造成的损伤情况，若

有损伤，应尽快修复，当锈蚀部位超过截面的1/3时，应及时更换。

8.2.4对台架变压器配套的各类避雷器、浪涌保护器等运行情况检测，如发现接触不良、漏电流过大、

发热、绝缘受损、积尘过多等不利现象时，应及时排除或更换。

8.2.5运行维护除满足本文件规定外，还应满足GB/T37136的相关要求。

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附录A

（资料性附录）

电力用户重要等级划分

根据国家相关标准和文件，结合供电可靠性的要求以及中断供电危害程度，重要电力用户可以分为

特级、一级、二级重要电力用户和临时性重要电力用户。除重要电力用户外的其它电力用户为一般用户。

A.1特级重要用户

指在管理国家事务中具有特别重要作用，中断供电将可能危害国家安全的电力用户。细化范围主要

包括：党和国家最高首脑机关办公地点；国家军事指挥中心、军事基地；国家级重要广播电台、电视台、

通讯中心、航天、国家级航空港、国家领导人和来访外国首脑经常出现的活动场所。

A.2一级重要用户

指中断供电将可能产生下列后果之一的：

（1）直接引发人身伤亡的；

（2）造成严重环境污染的；

（3）发生中毒、爆炸或火灾的；

（4）造成重大政治影响的；

（5）造成重大经济损失的；

（6）造成较大范围社会公共秩序严重混乱的。

细化范围主要包括：国家级信息中心、金融中心、证券交易中心；国家级地震、气象、防汛等检测

指挥中心；国家级重要会议、重要宾馆、饭店，外国驻华使领馆；省级党政首脑机关；首府党政首脑机

关；省级公安、国安、军队指挥机关；机场、轨道交通枢纽、铁路枢纽站、铁路调度中心；重要水利枢

纽大坝；煤矿、非煤矿山；危险化学品生产企业；停电可能造成爆炸、火灾或赌气体排放的石油石化、

化工及其它企业。

A.3二级重要用户

指中断供电将可能产生下列后果之一的：

（1）造成较大环境污染的；

（2）造成较大政治影响的；

（3）造成较大经济损失的；

（4）造成一定范围社会公共秩序严重混乱的。

细化范围主要包括：地（市）、县级党政机关办公地点；省级及地（市）级电台、电视台、通讯中

心、信息中心；重要消防指挥中心、交通指挥中心、重要监狱；重要的科研单位、医院、文体场所、金

融中心；重要国防、军工单位；电铁牵引站；重要会议、重要外宾活动场所；四星级及以上重要宾馆、

饭店；外国驻华外交机构办公地点；地震、气象、防汛等监测指挥、预报中心；停电将造成较大经济损

失或连续生产工艺较长时间不能恢复的企业；重要院校（大、中、小学校）、大型商场、影剧院等人员

集中的重要公共场所等用户。

A.4临时性重要电力用户

指需要临时特殊供电保障的电力用户。

A.5一般用户

除重要电力用户外的其它电力用户。

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附录B

（资料性附录）

10kV台架变压器雷击风险评估方法与流程

本附录给出一种10kV台架变压器雷击风险评估方法与流程，供实际台架变压器防雷应用参考。

B.1台架变压器雷击风险评估和防护分级流程

台架变压器雷击风险和防护分级与变压器的绝缘配置、耐雷水平、现有防雷措施、地形地貌、土

壤电阻率、雷电地闪密度主要相关，同时雷电设防等级应与用户重要等级相结合，为此给出台架变压

器雷击风险评估和流程如下图B.1所示。

（）绝缘（）现有（）所在（）所在（）所在

12345（7）台架变压

配置和耐雷雷电防护措区域地形地区域土壤电区域雷电活器供电用户重

水平In施Mn貌Dn阻率Rn动水平Nn要等级（特

级、一级、二

级、临时重要

（6）台架变压器雷害风险程度评估Pn=In×Mn×Dn×Rn×Nn用户，一般用

（红色预警、橙色预警、蓝色预警、正常状态）户）

台架变压器雷电防护等级划分（Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级）

图B.1台架变压器雷击风险评估和防护分级流程

B.2台架变压器内部绝缘水平评估

台架变压器的耐雷水平主要由绕组线圈决定，即耐雷水平主要由绕组漆包线绝缘水平决定，其绝

缘水平从高到低的分类一般有四种：1、2、3、4，数字越大代表绝缘水平越高，第n类漆包线的耐雷

水平为In=1-(n-1)×5％，(n=1、2、3、4)。

B.3台架变压器防雷措施评估

台架变压器的现有雷电防护措施，雷电过电压入侵来源于台架变压器高压侧、低压侧的雷电过电

压，如果变压器高压侧、低压侧均采取雷电防护措施，那么变压器雷电防护划分：4为高和低压侧均有

防雷措施、3为仅高压侧有防雷措施、2为仅低压侧有防雷措施、1为高低压侧均无防雷措施，其防护

措施为Mn=1-(n-1)×5％，(n=1、2、3、4)。

B.4台架变压器地形地貌情况

台架变压器所在区域地形地貌，对台架变压器遭雷击有直接关系，如果其周边空旷，无高大山体

或建筑物屏蔽遮挡，其遭受雷击的概率将增强，按照平原、丘陵、山区等地形划分：1为山区、2为丘

陵地形、3为平原地形，其地形地貌影响因素Dn=1-(n-1)×5％，(n=1、2、3)。

B.5台架变压器位置土壤电阻率

台架变压器所在区域的土壤电阻率直接影响到变压器的接地电阻和耐雷水平，如果土壤电阻率高，

接地电阻大，其耐雷性能势必受到明显影响，按土壤电阻率划分为四类：4为土壤电阻率≤200Ω·m、

3为土壤电阻率>200Ω·m且≤1000Ω·m、2为土壤电阻率>1000Ω·m且≤2000Ω·m、1为土壤电

阻率>2000Ω·m，其土壤电阻率影响因素Rn=1-(n-1)×5％，(n=1、2、3、4)。

B.6台架变压器区域落雷情况

台架变压器所在区域的雷电活动水平直接体现该地区的落雷的频度和强度，根据雷电定位系统的

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落雷记录，配电变压器所在区域的地闪密度为Ni，所在区域省级公司平均地闪密度为N0，那么所在区

域雷电活动水平Nn=Ni/N0×100％。

B.7台架变压器雷击风险程度评估

台架变压器雷害风险评估结果由变压器的耐雷水平、现有雷电防护措施、所在区域地形地貌和所

在区域地闪密度等4个要素相关，推荐台架变压器雷害风险评估结果Pn=In×Mn×Dn×Rn×Nn；其风

险评估结果根据计算结果大小依次对应为红色预警、橙色预警、蓝色预警、正常等级别。其中Pn≥1

为红色预警；1＞Pn≥0.8为橙色预警；0.8＞Pn≥0.6为蓝色预警；Pn≤0.6为正常状态。

B.8台架变压器量化雷电防护分级

根据台架变压器雷击风险程度，进一步结合电力用户重要等级，给出台架变压器详细量化的雷电

防护分级如下表B.1所示。若按本附录评估的结果与按第5.1条得出的等级有所差异，建议结合台架变

压器及其临近区域实际雷害情况选择其中一种进行设防。

表B.110kV台架变压器量化评估后的雷电防护等级划分

雷电防护等级防护要求用户重要等级雷击风险程度

特级、一级重要用户所有状态

Ⅰ级高二级重要用户、临时性重要用户红色预警、橙色预警

一般用户红色预警

二级重要用户、临时性重要用户蓝色预警、正常状态

Ⅱ级较高

一般用户橙色预警、蓝色预警

Ⅲ级一般一般用户正常状态

B.9典型案例分析

假设有一台配电变压器，型号为S11-M-100，该配电变压器处于户外，属于山区地形，地闪密度为

8次每平方公里（所在省份的地闪密度为6次每平方公里），在其高压侧、低压侧均安装有避雷器防雷

措施，其供电用户为一般电力用户。

（1）配电变压器的耐雷水平主要由绕组线圈决定，该台配电变压器的绝缘水平从高到低的分类有

四种，该变压器绝缘水平属于第3级，该配电变压器耐雷水平为I3=1-(3-1)×5％=1-2×5%=0.90。

（2）根据配电变压器的现有雷电防护措施，该配电变压器为高和低压侧均有防雷措施，n=4，现

有雷电防护水平为M1=1-(n-1)×5％=1-(4-1)×5%=0.85。

（3）考虑配电变压器所在区域地形地貌，该配电变压器处于山区，n=1，地线地貌特征为D3=1-(n-1)

×5％=1-(1-1)×5%=1。

（4）考虑配电变压器所在区域的土壤电阻率，该配电变压器处于地区土壤电阻率为1500Ω·m，

土壤电阻率因素为R2=1-(2-1)×5％=1-(2-1)×5%=0.95。

（5）配电变压器所在区域的地闪密度为8次每平方公里（所在省份的地闪密度为6次每平方公里），

所在区域雷电活动水平N=Ni/N0×100％=8/6×100%=1.33。

（6）配电变压器雷害风险评估结果Pn=In×Mn×Dn×Rn×N=0.90×0.85×1×0.95×1.33=0.97；

其风险程度评估结果Pn=0.97，为橙色预警。

（7）结合该台架变压器供电用户为一般用户，雷击风险程度为橙色预警，建议对该台架变压器按

雷电防护等级Ⅱ级设防，在现有防雷措施基础上可适当提升防雷水平。

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附录C

（资料性附录）

土壤电阻率与接地电阻的控制值关系

接地装置是电力系统完成发电、输电、配电任务所必须具备的电气设施，在设计、施工、运行维护

中应重视接地装置的接地性能。目前，10kV台架变压器接地网的接地电阻要求不超过4Ω，对于容量

在100kVA及以内的变压器，接地电阻要求不超过10Ω。可见，台架变压器接地电阻要求较高，尤其

是在土壤电阻率较高的地区，接地电阻往往难以满足设计规范的要求。实际上，10kV台架变压器接地

网接地电阻要求主要取决于短路电流引起的跨步电压和接触电压，从防雷的角度来看，接地电阻是可以

放宽要求的。因此，在接地网接地电阻难以满足相关规范要求时，可通过技术经济比较适当放宽接地电

阻要求。

C.1接地电阻与土壤电阻率的关系曲线

针对两种接地网尺寸分别为4×4m和8×8m，相应的网孔分别为2×2m和4×4m，计算了不同土

壤电阻率下接地网的接地电阻，计算结果如图1和表1。

由图C.1可知，对于同一个接地网，接地网接地电阻与土壤电阻率呈正比关系，随着土壤电阻率的

增大，接地网接地电阻也随着增大。

200边长4m

边长8m

）

Ω150

100

50

接地网接地电阻（

0

0500100015002000

土壤电阻率（Ω·m）

图C.1接地网接地电阻与土壤电阻率的关系曲线

表C.1不同土壤电阻率下接地网接地电阻

土壤电阻率（Ω·m）50100300500700100015002000

4×4m接地网接地电阻（Ω）4.949.8729.6049.3369.0698.66147.99197.32

8×8m接地网接地电阻（Ω）2.785.5616.6727.7838.8955.5683.34111.11

由表C.1可知，土壤电阻率为100Ω·m时，8×8m地网接地电阻为5.56Ω，不满足设计规范要求。

要使地网接地电阻小于4Ω，地网尺寸接近12×12m，征地面积大，建设费用高，而当土壤电阻率较高

时，地网尺寸更大，或者接地电阻远大于4Ω，工程建设难度大。

C.2接地电阻与接地网大小的关系曲线

土壤结构取为均匀土壤，电阻率为100Ω·m，300Ω·m，500Ω·m，接地网材料为圆钢，直径为12mm，

埋深为0.8m，接地网采用环形闭合结构，接地网接地电阻与接地网边长的关系如图2。

由图2可知，对于同一个均匀土壤结构，接地网接地电阻与地网边长呈反比关系，随着地网边长的

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增大，接地网接地电阻随着减小。对于边长12×12m地网，土壤电阻率为300Ω·m和500Ω·m时，接

地电阻分别为11.76Ω和19.60Ω，不满足设计要求，应采取降阻措施。

70

500Ω·m

60300Ω·m

100Ω·m

）50

Ω

40

30

接地网接地电阻（20

10

0

24681012

地网边长（m）

图C.2接地网接地电阻与地网边长的关系曲线

C.3接地电阻控制值建议

（1）降阻措施

①扩大地网面积。

②寻找地网附近深处低土壤电阻率区域，采用垂直接地极，将该区域与地网相连。

③在地网附近寻找低土壤电阻率区域，采用外引接地，将该区域与地网相连。

（2）接触电位差和跨步电位差计算

根据GB/T50065《交流电气装置的接地设计规范》给出的接触电位差和跨步电位差控制值计算方

法，对不同均匀土壤电阻率下的接触电位差和跨步电位差安全限值计算结果见表C.2，短路故障持续时

间取为1s。

表C.2不同土壤电阻率下的接触电位差和跨步电位差安全限值

土壤电阻率（Ω·m）50100300500700100015002000

接触电位差（V）182.5191225259293344429514