华北电力大学高电压技术课件ppt——输电线路防雷技术

1、输电线路防雷技术雷击输电线路的方式 u发生短路接地故障发生短路接地故障u雷电波侵入变电所，破坏设雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成停电事故备绝缘，造成停电事故线路遭受雷击线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络所能耐受不至于引起闪络的最大雷电流（的最大雷电流（kA）每每100km线路每年因雷击引起的跳线路每年因雷击引起的跳闸次数闸次数输电线路的雷击事故一、输电线路的感应过电压 1 1、雷击线路附近大地时、雷击线路附近大地时v静电感应静电感应v电磁感应电磁感应感应过电压-静电感应分量v在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷云及先导通道与大地构

2、成的电场之中。由于静电感应，云及先导通道与大地构成的电场之中。由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷v主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播释放，形成电压波向两侧传播v由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放过程也很快，所以形成的电压波过程也很快，所以形成的电压波uiZ幅值可能很高。这幅值可能很高。这种

3、过电压就是感应过电压的静电分量种过电压就是感应过电压的静电分量感应过电压-电磁感应分量 在主放电过程中，伴随在主放电过程中，伴随着雷电流冲击波，在放着雷电流冲击波，在放电通道周围空间出现甚电通道周围空间出现甚强的脉冲磁场，其中一强的脉冲磁场，其中一部分磁力线穿过导线部分磁力线穿过导线大地回路，产生感应电大地回路，产生感应电势，这种过电压为感应势，这种过电压为感应过电压的电磁分量过电压的电磁分量ShI25UdLg ShI25UbLgb bdgbdLgdhhUShI25U 2）避雷线接地时：）避雷线接地时：u实际上，避雷线与大地连接保持地电位，电位为实际上，避雷线与大地连接保持地电位，电位为0，可

4、，可以假设为避雷线上再叠加了以假设为避雷线上再叠加了-Ugb的感应电压的感应电压u-Ugb在导线上耦合电压为在导线上耦合电压为-KUgbu导线上的实际感应电压导线上的实际感应电压gdgddbgbgdgdU)k1(U)hhk1(kUUU 1）避雷线不接地时：）避雷线不接地时：即避雷线的屏蔽效应使导线上即避雷线的屏蔽效应使导线上的感应电荷减少，感应电压降的感应电荷减少，感应电压降低了（低了（1K）倍）倍n雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷电流极性相反的电压，以静电感应分量为

5、主电流极性相反的电压，以静电感应分量为主n无避雷线时无避雷线时:n有避雷线时，导线上的感应过电压有避雷线时，导线上的感应过电压dgdahU dgdgdh)k1(U)k1(U 数数值值为为雷雷电电流流的的平平均均值值感感应应过过电电压压系系数数其其中中 s/kA6 . 2IdtdI LL 由于屏蔽效应，感应电压降低了（由于屏蔽效应，感应电压降低了（1K）倍）倍u避雷线避雷线u杆杆 塔塔u闪络后相导线也闪络后相导线也可可分流分流u波头部分波头部分u塔顶电位塔顶电位u最高塔顶电位最高塔顶电位雷线分流雷线分流分流系数，雷电流经避分流系数，雷电流经避 Lgtii)6 . 2/LR(i)dtdiLRi (

6、dtdiLiRugtchLLgtchLgtgtgtchtd fgtchLtdLRIuu110kV: 0.9(1S), 0.86(2S)u220kV: 0.92(1S), 0.88(2S)u500kV: 0.88(2S)211fbchbgtLRLLu避雷线耦合到导线上的电位：避雷线耦合到导线上的电位：u1=kutd (避雷线与塔顶电位相同避雷线与塔顶电位相同)u 雷击塔顶时雷电先导在导线上的的感应电位：雷击塔顶时雷电先导在导线上的的感应电位： U U2 2=-=-hd(1-k) u导线电位导线电位)k1(hkuUUudtd21d u绝缘子串的作用电压绝缘子串的作用电压: Uj=塔顶电位塔顶电位U

7、td 导线电位导线电位Ud = Utd KUtd + hd(1-k) =(Utd +hd) (1-K) =IL(Rch+Lgt/2.6) + IL hd /2.6(1-K) =IL(Rch+Lgt/2.6) + hd /2.6(1-K)6 . 2h)6 . 2LR()k1(UIdgtch%50j1 u反击耐雷水平与导线地线间的耦合系数反击耐雷水平与导线地线间的耦合系数k，杆塔分流系杆塔分流系数数，杆塔冲击接地电阻杆塔冲击接地电阻Rch，杆塔等值电感杆塔等值电感Lgt以及绝缘以及绝缘子串的子串的50放电电压放电电压Uj50等因素有关等因素有关u还必须考虑工频电压的作用以及触发相位还必须考虑工频电

8、压的作用以及触发相位u距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算u通常以降低通常以降低Rch，提高提高k为提高反击耐雷水平的主要手段为提高反击耐雷水平的主要手段6 . 2h)6 . 2LR()k1(UIdgtch%50j1 v35kV: 20-30kAv110kV: 40-75kAv220kV: 75-110kAv330kV: 100-150kAv500kV: 125-175kA二、雷击避雷线档距中央b0b0LbgAZZ2ZZi2ZiU Z0Zb/2A0LZ2i2igfsvl/5 . 02Z0AZb/2b0b0LbgAZZ2ZZi2ZiU )K1(ZZ2ZZLkUUUb0b0bAAs v v v 我国规程我国规程sssZZZZvkS002750)1 (SkVU750%501012. 0lSv sfv/L5 . 02 d0d0LAZZ2ZZiu d0d0LAZZ2ZZIu Z0Zd/2A0LZ2i2id100%502UI 9 . 386lghP35. 386lghP为为相相间间绝绝缘缘长长度度为为线线电电压压，此此时时造造成成相相间间闪闪络络而而跳跳闸闸，线线再再闪闪络络时时会会跳跳闸闸，只只有有第第二二相相导导当当单单相相闪闪络络时时，线线路路不不中中性性点点非非接接地地系系统统为为绝绝缘缘子子串串闪闪络络电