高電壓技術(shù)8-9章

1、North China Electric Power University第八章第八章 雷電及防雷裝置雷電及防雷裝置8.1 雷電參數(shù)雷電參數(shù)8.2 避雷針、避雷線的保護(hù)范圍避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 8.3 避雷器避雷器 8.4 接地裝置接地裝置 North China Electric Power University1雷電參數(shù)（幅值和波形，表達(dá)式，雷暴日、雷電參數(shù)（幅值和波形，表達(dá)式，雷暴日、 小時）小時）掌握掌握。2 2避雷針的保護(hù)范圍避雷針的保護(hù)范圍了解了解3 3避雷器避雷器了解了解 保護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器的工保護(hù)間隙、管型避雷器和閥型避雷器的工 作原理，氧化鋅避雷器的特點(diǎn)。主

2、要說明其非作原理，氧化鋅避雷器的特點(diǎn)。主要說明其非 線性特性。線性特性。4 4接地裝置接地裝置了解了解 基本概念，接地種類，（自學(xué)）接地電阻計(jì)算?；靖拍?，接地種類，（自學(xué)）接地電阻計(jì)算。 本章要求本章要求North China Electric Power UniversityNorth China Electric Power UniversityNorth China Electric Power University8.1 8.1 雷電參數(shù)雷電參數(shù) 對地放電的雷云絕大多數(shù)（對地放電的雷云絕大多數(shù)（7590）是帶負(fù)電荷，雷電流）是帶負(fù)電荷，雷電流為負(fù)極性。為負(fù)極性。一一. 放電過程放電過

3、程 成因：摩擦起電。成因：摩擦起電。 整塊雷云可以有若干個電荷中心，負(fù)電荷位于雷云下部，整塊雷云可以有若干個電荷中心，負(fù)電荷位于雷云下部，離地大約離地大約1 1- -5km5km。 第一次放電結(jié)束后，多半還會有重復(fù)雷擊。第一次放電結(jié)束后，多半還會有重復(fù)雷擊。North China Electric Power University6放電路徑在云內(nèi)、云云之間閃電大部分為云閃North China Electric Power University7地閃：放電路徑在云大地之間，危害最為直接、嚴(yán)重North China Electric Power University雷閃放電過程與長間隙極不均勻電

4、場放電過程一樣，雷閃放電過程與長間隙極不均勻電場放電過程一樣，主要有先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電三個階段。主要有先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電三個階段。North China Electric Power University大 地雷 云大 地雷 云正電荷向最接近下行先導(dǎo)的塔頂流動受塔頂正電荷的吸引，下行先導(dǎo)改變路徑向塔頂發(fā)展塔頂發(fā)出迎面先導(dǎo)高、尖物體更易受雷擊高、尖物體更易受雷擊North China Electric Power University大 地雷 云大 地雷 云絕緣物絕緣物正電荷流向?qū)w頂端而不流向絕緣物下行先導(dǎo)向?qū)w頂端發(fā)展導(dǎo)體比絕緣體容易受到雷擊North China Elect

5、ric Power University二二. 雷電放電的等值電路雷電放電的等值電路先導(dǎo)階段電荷移動速度慢形先導(dǎo)階段電荷移動速度慢形成的電流小（成的電流?。╯打開）打開）主放電瞬間，可用開關(guān)主放電瞬間，可用開關(guān)S的閉的閉合來模擬，合來模擬，Z是被擊物的阻抗是被擊物的阻抗放電通道（閃徑）具有分布放電通道（閃徑）具有分布參數(shù)性質(zhì)參數(shù)性質(zhì),閃徑波阻抗閃徑波阻抗Z0300-400 0000022ui zizzzzNorth China Electric Power University0000022ui zizzzz雷電流定義：流經(jīng)被擊物阻抗雷電流定義：流經(jīng)被擊物阻抗z0的電流的電流00022Luii

6、z=一般電力工程中電氣設(shè)備的接地阻抗一般電力工程中電氣設(shè)備的接地阻抗z30（20地區(qū)雷電流幅值概率分布公式地區(qū)雷電流幅值概率分布公式North China Electric Power University 電氣設(shè)備的雷擊試驗(yàn)和防雷設(shè)計(jì)時將雷電流波形等值為電氣設(shè)備的雷擊試驗(yàn)和防雷設(shè)計(jì)時將雷電流波形等值為可用公式表示的典型波形。常用的雷電流等值波形有雙指數(shù)可用公式表示的典型波形。常用的雷電流等值波形有雙指數(shù)波、斜角波、半余弦波等。波、斜角波、半余弦波等。雙指數(shù)波形雙指數(shù)波形（標(biāo)準(zhǔn)波形）（圖a) （8-1-6）斜角波斜角波(為簡化計(jì)算)(圖b）對波前范圍,較近似的為半余弦波半余弦波(圖c) （8-

7、1-7） )()(ttLteeAIi)cos1(2)(tIiLtLiLI0tf)(b0f5 . 0LILiLI 5 . 0ft)(cLiLI0f2tt1ttLI 1 . 0LI5 . 0LI9 . 0)(a8.1 8.1 雷電參數(shù)雷電參數(shù)（續(xù)）（續(xù)）North China Electric Power University三三. 雷暴日與雷暴小時雷暴日與雷暴小時 雷暴日雷暴日：一年中有雷電流活動的日數(shù)。凡是有雷電活一年中有雷電流活動的日數(shù)。凡是有雷電活動的一天，不管雷電次數(shù)多少都記為動的一天，不管雷電次數(shù)多少都記為1。 雷暴小時雷暴小時：一年中有雷電的小時數(shù)。一個小時中有聽一年中有雷電的小時數(shù)

8、。一個小時中有聽到雷聲就為一個雷暴小時。到雷聲就為一個雷暴小時。 四四. 地面落雷密度和輸電線路落雷次數(shù)地面落雷密度和輸電線路落雷次數(shù) 地面落雷密度地面落雷密度：每一雷暴日每平方千米地面遭受雷擊的次每一雷暴日每平方千米地面遭受雷擊的次數(shù)，以數(shù)，以表示。表示。輸電線路落雷次數(shù)：輸電線路落雷次數(shù)：每百公里輸電線路每年落雷次數(shù)每百公里輸電線路每年落雷次數(shù)8.1 8.1 雷電參數(shù)雷電參數(shù)（續(xù)）（續(xù)）North China Electric Power University8-2 8-2 避雷針、避雷線的保護(hù)范圍避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 對直擊雷的防護(hù)措施通常是裝設(shè)避對直擊雷的防護(hù)措施通常是裝設(shè)避雷針或

9、避雷線。雷針或避雷線。 避雷針避雷針( (線線) )高于被保護(hù)高于被保護(hù)的物體，其作用是吸引雷電擊于自身，的物體，其作用是吸引雷電擊于自身，并將雷電流迅速泄入大地，從而使避雷并將雷電流迅速泄入大地，從而使避雷針針( (線線) )附近的物體得到保護(hù)。附近的物體得到保護(hù)。 避雷針（線）必須高于被保護(hù)物，避避雷針（線）必須高于被保護(hù)物，避雷針的頂部為尖狀。雷針的頂部為尖狀。 避雷針（線）與被保護(hù)設(shè)備電氣上是避雷針（線）與被保護(hù)設(shè)備電氣上是絕緣的絕緣的 通常，避雷針（線）通常，避雷針（線）保護(hù)范圍是指保護(hù)范圍是指具有具有0.1%0.1%左右雷擊概率的空間范圍。左右雷擊概率的空間范圍。North Chi

10、na Electric Power UniversityNorth China Electric Power University8-3 8-3 避雷器避雷器 North China Electric Power University避雷器的要求：避雷器的要求：1 1良好的伏秒特性：良好的伏秒特性： 沖擊系數(shù)：沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比。沖擊系數(shù)：沖擊放電電壓與工頻放電電壓之比。 沖擊系數(shù)越小，伏秒特性越平緩，保護(hù)性能越好。沖擊系數(shù)越小，伏秒特性越平緩，保護(hù)性能越好。2 2具有良好的非線性電阻特性具有良好的非線性電阻特性按發(fā)展歷程看：按發(fā)展歷程看：保護(hù)間隙、管型避雷器、普通閥式避雷器、磁吹

11、保護(hù)間隙、管型避雷器、普通閥式避雷器、磁吹避雷器、金屬氧化物避雷器等。避雷器、金屬氧化物避雷器等。North China Electric Power University避雷器的要求：避雷器的要求：要達(dá)到保護(hù)效果，必須要達(dá)到保護(hù)效果，必須滿足以下要求：滿足以下要求：1）絕緣水平的合理配合）絕緣水平的合理配合沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)越小，伏秒特沖擊系數(shù)越小，伏秒特性越平緩，保護(hù)性能越性越平緩，保護(hù)性能越好。好。2）避雷器絕緣強(qiáng)度的自）避雷器絕緣強(qiáng)度的自恢復(fù)能力強(qiáng)恢復(fù)能力強(qiáng):具有良好的具有良好的非線性電阻特性非線性電阻特性chUkU沖擊工頻North China Electric Power U

12、niversity一一. 保護(hù)間隙保護(hù)間隙8-3 8-3 避雷器（續(xù)）避雷器（續(xù)） 保護(hù)間隙的滅弧能力很差（適用于短路電流?。?；間隙間的電場為極不均勻電場，又裸露在大氣環(huán)境中，受氣象條件的影響很大，因此伏秒特性很陡且分散性很大，將直接影響到它的保護(hù)效果；保護(hù)間隙擊穿后是直接接地，將會有截波產(chǎn)生，不能用來保護(hù)有繞組的設(shè)備 North China Electric Power University二、管型避雷器二、管型避雷器 滅弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)，續(xù)流太大產(chǎn)氣過多，管內(nèi)氣壓太高將滅弧能力與工頻續(xù)流的大小有關(guān)，續(xù)流太大產(chǎn)氣過多，管內(nèi)氣壓太高將使管子炸裂；續(xù)流太小產(chǎn)氣過少，管內(nèi)氣壓太小不足以滅

13、弧使管子炸裂；續(xù)流太小產(chǎn)氣過少，管內(nèi)氣壓太小不足以滅弧 ;熄滅續(xù)流存在上下限熄滅續(xù)流存在上下限 伏秒特性難以配合、動伏秒特性難以配合、動作后出現(xiàn)大幅值截波作后出現(xiàn)大幅值截波 North China Electric Power University三三. 閥型避雷器閥型避雷器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由間隙與非線性電阻由間隙與非線性電阻(閥片閥片)串聯(lián)。串聯(lián)。原理：原理：正常工作時，間隙將電阻閥片與母線電阻隔離，使正常工作時，間隙將電阻閥片與母線電阻隔離，使電阻受到較好保護(hù)。電阻受到較好保護(hù)。(老化、劣化老化、劣化) 當(dāng)系統(tǒng)電壓過大時，間隙擊穿，沖擊電流通過閥片流當(dāng)系統(tǒng)電壓過大時，間隙擊穿，沖擊電流通過閥片

14、流入大地，由于閥片的非線性特性，在閥片上產(chǎn)生的壓降小入大地，由于閥片的非線性特性，在閥片上產(chǎn)生的壓降小(稱為殘壓稱為殘壓) ，使其低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓，設(shè)備得到，使其低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓，設(shè)備得到保護(hù)。過電壓消失后，正常電壓工作，電阻大，工頻續(xù)流保護(hù)。過電壓消失后，正常電壓工作，電阻大，工頻續(xù)流小，使間隙能在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時就將電流熄滅。小，使間隙能在工頻續(xù)流第一次經(jīng)過零值時就將電流熄滅。閥型避雷器分為普通型和磁吹型兩類，由熄弧能力決定。閥型避雷器分為普通型和磁吹型兩類，由熄弧能力決定。用途：用途：變電所、發(fā)電廠的保護(hù)變電所、發(fā)電廠的保護(hù)8-3 8-3 避雷器（續(xù)）避雷器（續(xù)）

15、 North China Electric Power University氧化鋅避雷器（氧化鋅避雷器（MOA）是將）是將相應(yīng)數(shù)量的氧化鋅電阻片相應(yīng)數(shù)量的氧化鋅電阻片（MOV）密封在瓷套或其他）密封在瓷套或其他絕緣體內(nèi)而組成絕緣體內(nèi)而組成8-3 8-3 避雷器（續(xù)）避雷器（續(xù)） 四四. 氧化鋅避雷器氧化鋅避雷器上釉鍍鋁North China Electric Power University閥片的伏安特性可分為小電流區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)。閥片的伏安特性可分為小電流區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)。低壓時電阻極大，電壓達(dá)到一定值時電阻迅速下降，非低壓時電阻極大，電壓達(dá)到一定值時電阻迅速下降，非線性特性較線性

16、特性較SiC強(qiáng)烈。正常電壓下電流還小于強(qiáng)烈。正常電壓下電流還小于SiC閥片的閥片的間隙。間隙。8-3 8-3 避雷器（續(xù)）避雷器（續(xù)） North China Electric Power University8-3 8-3 避雷器（續(xù)）避雷器（續(xù)） 28無間隙無間隙：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、無電壓分布不均、放電電結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、無電壓分布不均、放電電壓不穩(wěn)定等，保護(hù)可靠性高壓不穩(wěn)定等，保護(hù)可靠性高無續(xù)流：無續(xù)流：不需吸收續(xù)流能量，動作負(fù)載輕；可承受多次不需吸收續(xù)流能量，動作負(fù)載輕；可承受多次重復(fù)雷擊或者重復(fù)操作過電壓重復(fù)雷擊或者重復(fù)操作過電壓電氣設(shè)備所受過電壓可減低：電氣設(shè)備所受過電壓可減低：在

17、整個過電壓階段都在整個過電壓階段都有電流流過，因此降低了過電壓幅值有電流流過，因此降低了過電壓幅值通流容量大通流容量大：不受串聯(lián)間隙被灼傷的制約，閥片的通不受串聯(lián)間隙被灼傷的制約，閥片的通流能力僅與本身通流能力有關(guān)。可并聯(lián)進(jìn)一步提高通流能力僅與本身通流能力有關(guān)?？刹⒙?lián)進(jìn)一步提高通流能力。流能力。易于制成直流避雷器易于制成直流避雷器ZnO避雷器的主要優(yōu)點(diǎn)：避雷器的主要優(yōu)點(diǎn)：North China Electric Power University29U / kVI / A10-510-410-310-210-1110102103104額定電壓容許最大持續(xù)運(yùn)行電壓起始動作電壓（1mA參考電壓）殘壓

18、 1m A電流（雷電、操作）沖擊電流幅值額定電壓和容許最大持續(xù)運(yùn)行電壓為有效值，額定電壓和容許最大持續(xù)運(yùn)行電壓為有效值，1mA參考電壓常在直流下測得參考電壓常在直流下測得ZnO避雷器的參數(shù)North China Electric Power University8-4 8-4 接地裝置接地裝置一一. 接地和接地電阻的概念接地和接地電阻的概念 接地接地：將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)：將地面上的金屬物體或電氣回路中的某一節(jié)點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地相連，使該物體或節(jié)點(diǎn)與大地保持等電位。持等電位。 接地分為接地分為工作接地、保護(hù)接地、防雷接地工作接地、保護(hù)

19、接地、防雷接地三種。三種。 接地電阻接地電阻：接地點(diǎn)處的電位與接地電流的比值。接：接地點(diǎn)處的電位與接地電流的比值。接地電阻是表征接地裝置功能的一個重要的電氣參數(shù)。地電阻是表征接地裝置功能的一個重要的電氣參數(shù)。嚴(yán)格地說，接地電阻包括四個組成部分：接地引線嚴(yán)格地說，接地電阻包括四個組成部分：接地引線電阻、接地體本身的電阻、接地體與土壤間的過渡電阻、接地體本身的電阻、接地體與土壤間的過渡電阻和大地的溢流電阻。電阻和大地的溢流電阻。 North China Electric Power University二二. 三種接地三種接地1、保護(hù)接地、保護(hù)接地:為了人身安全，將電氣設(shè)備的金屬外殼接地。為了人身

20、安全，將電氣設(shè)備的金屬外殼接地。接觸電壓接觸電壓:人所立的地點(diǎn)與接地設(shè)備之間的電位差。人所立的地點(diǎn)與接地設(shè)備之間的電位差。(取人手摸取人手摸設(shè)備的設(shè)備的1.8m高處，人腳離設(shè)備的水平距離為高處，人腳離設(shè)備的水平距離為0.8m)跨步電壓跨步電壓:人的兩腳著地點(diǎn)之間的電位差人的兩腳著地點(diǎn)之間的電位差.(取跨距為取跨距為0.8m)2、工作接地、工作接地電力系統(tǒng)正常運(yùn)行需要的，電力系統(tǒng)正常運(yùn)行需要的，如系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。如系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地。3、防雷接地、防雷接地針對防雷而設(shè)計(jì)的接地，針對防雷而設(shè)計(jì)的接地，目的是減少雷電流通過接目的是減少雷電流通過接地裝置時的地電位升高。地裝置時的地電位升高。8-4 8

21、-4 接地裝置接地裝置( (續(xù)續(xù)) )North China Electric Power University32三、發(fā)電廠和變電站的防雷接地三、發(fā)電廠和變電站的防雷接地 按安全接地和工作按安全接地和工作接地要求，敷設(shè)統(tǒng)接地要求，敷設(shè)統(tǒng)一的接地網(wǎng)。一的接地網(wǎng)。 一般埋入地下一般埋入地下0.6-0.8m。North China Electric Power University第九章第九章 輸電線路的防雷保護(hù)輸電線路的防雷保護(hù)輸電線路上出現(xiàn)的大氣過輸電線路上出現(xiàn)的大氣過電壓有兩種：一種是雷直電壓有兩種：一種是雷直擊于線路引起的，稱為直擊于線路引起的，稱為直擊雷過電壓；另一種是雷擊雷過電壓；另一

22、種是雷擊線路附近地面，由于電擊線路附近地面，由于電磁感應(yīng)引起的，稱為感應(yīng)磁感應(yīng)引起的，稱為感應(yīng)雷過電壓。雷過電壓。 North China Electric Power University雷擊輸電線路：雷擊輸電線路：（1）雷直擊導(dǎo)線：雷直擊導(dǎo)線：無避雷線的線路最易發(fā)生，但即使有避雷線，無避雷線的線路最易發(fā)生，但即使有避雷線，雷電仍可能繞過避雷線的保護(hù)范圍而擊于導(dǎo)線（繞擊）雷電仍可能繞過避雷線的保護(hù)范圍而擊于導(dǎo)線（繞擊）（2）雷擊桿塔或避雷線：雷擊桿塔或避雷線：強(qiáng)大的雷電流通過桿塔及接地電阻，使強(qiáng)大的雷電流通過桿塔及接地電阻，使桿塔和避雷線的電位突然升高，桿塔與導(dǎo)線的電位差超過線路絕緣桿塔和避

23、雷線的電位突然升高，桿塔與導(dǎo)線的電位差超過線路絕緣子閃絡(luò)電壓時絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，導(dǎo)線上出現(xiàn)很高的電壓。這種桿塔子閃絡(luò)電壓時絕緣子發(fā)生閃絡(luò)，導(dǎo)線上出現(xiàn)很高的電壓。這種桿塔電位升高，反過來對導(dǎo)線放電，稱為電位升高，反過來對導(dǎo)線放電，稱為反擊反擊。以上兩種由于雷直擊輸電線路桿塔、避雷線或?qū)Ь€，故產(chǎn)生的過電以上兩種由于雷直擊輸電線路桿塔、避雷線或?qū)Ь€，故產(chǎn)生的過電壓稱為壓稱為直擊雷過電壓直擊雷過電壓North China Electric Power University（3）雷擊輸電線路附近大地）雷擊輸電線路附近大地 雷擊導(dǎo)線水平距離雷擊導(dǎo)線水平距離65m以外的大地時，由于空間電磁場的急劇變化，以外的

24、大地時，由于空間電磁場的急劇變化，在導(dǎo)線上感應(yīng)出的過電壓，稱為在導(dǎo)線上感應(yīng)出的過電壓，稱為感應(yīng)雷過電壓感應(yīng)雷過電壓直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓產(chǎn)生的危害：直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓產(chǎn)生的危害：（1）引起線路跳閘，影響正常供電）引起線路跳閘，影響正常供電（2）雷電波侵入變電站）雷電波侵入變電站North China Electric Power University耐雷水平耐雷水平：雷擊線路時絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電：雷擊線路時絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流的幅值，以流的幅值，以kA為單位。為單位。雷擊跳閘率雷擊跳閘率：每：每100km線路每年由雷擊引起的跳閘線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱為次數(shù)稱為“

25、雷擊跳閘率雷擊跳閘率”，這是衡量線路防雷性能，這是衡量線路防雷性能的綜合指標(biāo)。的綜合指標(biāo)。工程上衡量輸電線路防雷性能優(yōu)劣的指標(biāo)：工程上衡量輸電線路防雷性能優(yōu)劣的指標(biāo)：North China Electric Power University9-1 9-1 輸電線路上的感應(yīng)雷過電壓輸電線路上的感應(yīng)雷過電壓25ihUIS一、雷擊線路附近大地時的線路上的感應(yīng)雷過電壓一、雷擊線路附近大地時的線路上的感應(yīng)雷過電壓先導(dǎo)放電階段導(dǎo)線上出現(xiàn)與雷電流極性相反的束縛電荷，主放先導(dǎo)放電階段導(dǎo)線上出現(xiàn)與雷電流極性相反的束縛電荷，主放電時束縛電荷突然被釋放形成感應(yīng)雷過電壓的靜電分量，同時電時束縛電荷突然被釋放形成感應(yīng)雷

26、過電壓的靜電分量，同時主放電通道中雷電流的急劇變化在通道周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的脈主放電通道中雷電流的急劇變化在通道周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的脈沖磁場，在線路導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓的電磁分量沖磁場，在線路導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓的電磁分量*極性與雷電流極性相反極性與雷電流極性相反*三相導(dǎo)線上同時出現(xiàn)三相導(dǎo)線上同時出現(xiàn)North China Electric Power University二二. 雷擊線路桿塔時導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓雷擊線路桿塔時導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓 感應(yīng)過電壓一般不超過感應(yīng)過電壓一般不超過500kV，對，對35kV及以下水泥及以下水泥桿線路可能會引起閃絡(luò)，桿線路可能會引起閃絡(luò)，110kV及以上

27、一般不會。及以上一般不會。 iUkUi)1 (diahU 有避雷線時，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓有避雷線時，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓North China Electric Power University9-2 9-2 輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平 雷直擊于有避雷直擊于有避雷線線路的情況可雷線線路的情況可分為三種，即雷擊分為三種，即雷擊桿塔塔頂、雷擊避桿塔塔頂、雷擊避雷線檔距中間和雷雷線檔距中間和雷繞過避雷線擊于導(dǎo)繞過避雷線擊于導(dǎo)線線稱為稱為“繞繞擊擊”。3種雷擊如種雷擊如圖所示：圖所示：圖圖9-2-1 有避雷線線路直擊雷的三種可能性有避雷線線路直擊雷的三種可能性N

28、orth China Electric Power University1、塔頂電位、塔頂電位負(fù)極性雷電流沿桿塔負(fù)極性雷電流沿桿塔向下和避雷線兩側(cè)傳向下和避雷線兩側(cè)傳播，使塔頂電位升高。播，使塔頂電位升高。由于避雷線的分流作由于避雷線的分流作用，流經(jīng)桿塔的電流用，流經(jīng)桿塔的電流將小于雷電流。將小于雷電流。9-2 9-2 輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平( (續(xù)續(xù)) )一一. 雷擊桿塔塔頂時的過電壓和耐雷水平雷擊桿塔塔頂時的過電壓和耐雷水平North China Electric Power University塔頂電位可由下式計(jì)算塔頂電位可由下式計(jì)算 將將

29、代入，則塔頂電位的幅值代入，則塔頂電位的幅值 為為 （9-2-4）式中：式中： 為雷電流幅值。為雷電流幅值。gttdchgtgtdiuRiLdttLgtLchddiLiR6 . 2LtLIdditdu)6 . 2(gtchLtdLRIULI9-2 9-2 輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平( (續(xù)續(xù)) )North China Electric Power University2、導(dǎo)線電位和線路絕緣上的電壓、導(dǎo)線電位和線路絕緣上的電壓由于避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用，導(dǎo)線上將產(chǎn)生耦合電由于避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用，導(dǎo)線上將產(chǎn)生耦合電壓壓 ，此電壓與雷電流同極性。由

30、于雷電通道電磁場的作，此電壓與雷電流同極性。由于雷電通道電磁場的作用，在導(dǎo)線上還有感應(yīng)過電壓用，在導(dǎo)線上還有感應(yīng)過電壓 ，此電壓與雷電流異，此電壓與雷電流異極性，故導(dǎo)線電位的幅值極性，故導(dǎo)線電位的幅值 為為 線路絕緣子串上兩端電壓為塔頂電位和導(dǎo)線電位之差，故線線路絕緣子串上兩端電壓為塔頂電位和導(dǎo)線電位之差，故線路絕緣上的電壓幅值路絕緣上的電壓幅值 為為以式（以式（9-2-4）及）及 代入，得代入，得 tdkU)1 (dkhdU)1 (khkUUdtddjU)1)()1 (khUkhkUUUUUdtddtdtddtdj6 . 2LI()(1)2.62.6gtdjLchLhUIRk9-2 9-2

31、輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平( (續(xù)續(xù)) )North China Electric Power University3、耐、耐雷雷水平的計(jì)算水平的計(jì)算從上式推倒可知，線路絕緣上電壓的幅值從上式推倒可知，線路絕緣上電壓的幅值 隨雷電隨雷電流的增大而增大，當(dāng)流的增大而增大，當(dāng) 大于絕緣子串沖擊閃絡(luò)電壓大于絕緣子串沖擊閃絡(luò)電壓時，絕緣子串將發(fā)生閃絡(luò)，由于此時桿塔電位較導(dǎo)時，絕緣子串將發(fā)生閃絡(luò)，由于此時桿塔電位較導(dǎo)線電位為高，故此類閃絡(luò)稱為線電位為高，故此類閃絡(luò)稱為“反擊反擊”。雷擊桿塔。雷擊桿塔的耐雷水平可由的耐雷水平可由 等于線路絕緣子串的等于線路絕緣子串

32、的50%沖擊閃沖擊閃絡(luò)電壓絡(luò)電壓 時求得時求得 （9-2-5）jUjUjU%50U)1(6 . 2)6 . 2(%501khLRUIdgtch9-2 9-2 輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平輸電線路上的直擊雷過電壓和耐雷水平( (續(xù)續(xù)) )North China Electric Power University提高耐雷水平的主要措施：提高耐雷水平的主要措施：（1）降低桿塔接地電阻）降低桿塔接地電阻Rch（2）增大耦合系數(shù)）增大耦合系數(shù)k（3）減小分流系數(shù)）減小分流系數(shù)（4）加強(qiáng)線路絕緣）加強(qiáng)線路絕緣一般高度桿塔其壓一般高度桿塔其壓降是塔頂電位主要降是塔頂電位主要分量分量采用雙避雷線采用雙避

33、雷線架裝耦合地線架裝耦合地線增加絕緣子片數(shù)采用增加絕緣子片數(shù)采用更好的絕緣材料更好的絕緣材料 u50%North China Electric Power University一一. 架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線 避雷線是超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目避雷線是超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目的是的是防止雷直擊導(dǎo)線防止雷直擊導(dǎo)線。此外避雷線對雷電流還有。此外避雷線對雷電流還有分流作用分流作用，可以減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；對可以減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；對導(dǎo)線有耦導(dǎo)線有耦合合作用，可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓作用，可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。 9-4 9-4 輸電線路的防雷措施輸電線路的防雷措施 我國規(guī)程規(guī)定，我國規(guī)程規(guī)定，330kV及以上應(yīng)全線架設(shè)及以上應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線，雙避雷線，220kV應(yīng)全線架設(shè)避雷線，應(yīng)全線架設(shè)避雷線，110kV線路一般應(yīng)全線裝設(shè)避雷線線路一般應(yīng)全線裝設(shè)避雷線,但在少雷區(qū)或運(yùn)但在少雷區(qū)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動輕微的地區(qū)可不沿全線架行經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動輕微