输电线路防雷

1、5 5 输电线路防雷输电线路防雷输电线路的直击雷过电压输电线路的直击雷过电压输电线路的耐雷水平与雷击跳闸率输电线路的耐雷水平与雷击跳闸率输电线路的感应雷过电压输电线路的感应雷过电压输电线路的防雷措施输电线路的防雷措施高杆塔输电线路的雷电过电压高杆塔输电线路的雷电过电压目目 录录 输电线路防雷性能的两个重要指标输电线路防雷性能的两个重要指标1.耐雷水平 I2雷击跳闸率 n 每年每百公里线路由于雷击引起的跳闸次数线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值(kA)雷击次数雷击次数超过耐雷水平的概率超过耐雷水平的概率建弧率建弧率输电线路落雷输电线路落雷状况状况 5.1 5.1 输电线路输电线路的感应雷过电压的

2、感应雷过电压 5.1.1 5.1.1 感应感应雷过电压的形成雷过电压的形成1.过电压的形成 5.1.2 5.1.2 雷击线路附近地面时导线上的感应过电压雷击线路附近地面时导线上的感应过电压 雷击点距导线路的距离S 导线悬挂的平均高度hc I越大云中电荷越多雷地间电强越强导线上感应电荷越多感应电压越高悬挂高度越高对地电容越小感应电压越高距离越远导线附近的电强越弱导线上感应电荷越少感应电压越低ggQuC导线上感应电压SIhucci25雷电流幅值I 感应感应雷过电压的雷过电压的特点特点： 1)过电压幅值不高，一般不超过 300400kV 2)不会引起架空线路相间绝缘闪络 3)感应过电压的极性与雷电流

3、极性相反 避雷线避雷线的屏蔽作用的屏蔽作用 假设避雷线不接地 避雷线上感应电压实际上避雷线是接地的 避雷线上导线上耦合电压导线上的感应过电压幅值 导线上感应电压5.1.35.1.3雷击雷击线路杆塔时导线上的感应雷过电压线路杆塔时导线上的感应雷过电压 考虑屏蔽效应时，导线上的感应雷过电压 5.2 5.2 输电线路输电线路的直击雷过电压的直击雷过电压分流系数:5.2.1 5.2.1 雷击雷击杆塔塔顶及附近避雷线时的过电压杆塔塔顶及附近避雷线时的过电压1.1.塔顶电位塔顶电位2.2.导线导线电位电位耦合分量( (k k 一般一般 0.20.2 0.250.25) )感应分量u导线电位 3.3.绝缘子

4、串上承受的电压绝缘子串上承受的电压当当 时时5.2.2 5.2.2 雷雷绕绕击导线击导线时的过电压时的过电压 雷电流雷电流雷击于导线时，沿导线流动的电流 雷击于导线时雷击于导线时 雷击导线时，沿导线流动的电流只有雷电流的一半雷击导线时，沿导线流动的电流只有雷电流的一半 雷绕击于导线时的电压幅值 雷绕击于导线时的电压5.2.3 5.2.3 雷击雷击档距中央避雷线时的过电压档距中央避雷线时的过电压避雷线与导线间空气间隙S上所承受的最高电压US为 5.3 5.3 输电线路的输电线路的耐雷耐雷水平水平与雷击跳闸率与雷击跳闸率5.3.1 5.3.1 输电线路与雷击输电线路与雷击相关的参数相关的参数1.

5、输电线路落 雷次数 N 输电线路的落 雷面积 km2S 两根避雷线间的距离(m)b 避雷线对地平均高度(m)h雷击杆次数雷击杆次数线路总落雷线路总落雷次数次数3.绕击率平原地区线路山区线路3.建弧率EkV/m时，时， 绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度（kV/m） E = U / l线路绝缘发生冲击闪络后，转变为工频电弧的概率 5.3.2 5.3.2 架空输电线路的架空输电线路的耐雷水平耐雷水平 1.1.雷击杆塔塔顶时的耐雷水平雷击杆塔塔顶时的耐雷水平k k =0.2=0.2， 0.90.9，L Lt t=16=16 H H， h hd d=10m=10m，U U5050700 kV, 70

6、0 kV, R Ri i=10(=10() )例:110kV线路，取各级电压送电线路的耐雷水平注：表中注：表中I I0 0较大较大的数字适用于多雷区或重要性的数字适用于多雷区或重要性 较大的线路或变电站的进线保护段较大的线路或变电站的进线保护段 2.2.雷绕击导线时的耐雷水平雷绕击导线时的耐雷水平5.3.3 5.3.3 雷击跳闸率雷击跳闸率雷击杆塔塔顶时的跳闸率u雷绕击导线时的跳闸率雷击杆塔塔顶的次数u雷绕击导线的次数有避雷线线路雷击跳闸率有避雷线线路雷击跳闸率5.4 5.4 高杆塔输电线路的雷电过电压高杆塔输电线路的雷电过电压 高杆塔输电线路的特点高杆塔输电线路的特点1. 杆塔高度增高导线上

7、的感应电压分量增大塔身电感增大，塔顶电位升高杆塔几何尺寸增大，雷电波在杆塔内的折反射现象不可忽略2. 2. 输电线路自身的电压等级较高输电线路自身的电压等级较高冲击放电电压较高耐雷水平提高工频电压较高绝缘子串上的电压将会增大导线与避雷线间的距离增大绕击导线的概率增大5.4.1 5.4.1 雷击塔顶产生的雷电过电压雷击塔顶产生的雷电过电压计算雷击塔顶产生过电压的方法规程法行波法蒙特卡洛法故障树法EMTP/ATP 行波法行波法500kV酒杯形铁塔杆塔多波阻抗模型l 横担波阻抗横担波阻抗l 主支架波阻抗主支架波阻抗l 支架波阻抗支架波阻抗l 相交法判断绝缘子串闪络相交法判断绝缘子串闪络 5.4.2

8、5.4.2 输电线路的雷电输电线路的雷电绕击绕击1. .经经典电气几何模型典电气几何模型导线击距地面击距(等击距)地面击距(不等击距) 2. 2. ErikssonEriksson改进电气几何模型改进电气几何模型l 吸引半径吸引半径 结构物高度，mH 雷电流幅值，kAI屏蔽失效完全屏蔽l 绕击闪络率 绕击耐雷水平，kAIc 最大绕击电流，kAIm 绕击弧和屏蔽弧弧长，mL1、L2 雷电流幅值概率密度函数f(I)5.5 5.5 输电线路的输电线路的防雷措施防雷措施 防止雷电直击导线 对雷击塔顶的雷电流起分流作用 对导线有耦合作用架设避雷线 降低塔顶电位，提高线路反击耐雷水平降低杆塔接地电阻 有一定的分流作用 对导线有耦合作用架设耦合地线 防止同杆架设的双回线路同时闪络跳闸采用不平衡