高電壓技術(shù)_第6章_電力系統(tǒng)防雷保護(hù)35

1、第六章第六章 電力系統(tǒng)防雷保護(hù)電力系統(tǒng)防雷保護(hù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)2/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)3/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)輸電線路耐雷性能指標(biāo)輸電線路耐雷性能指標(biāo)u 分析線路的耐雷性能時(shí)，首先要估計(jì)線路一年中究竟會(huì)遭受分析線路的耐雷性能時(shí)，首先要估計(jì)線路一年中究竟會(huì)遭受多少次雷擊。多少次雷擊。u 每每100km線路的年落雷次數(shù)線路的年落雷次數(shù)Nd4100km10bhNT 次次/ /( (年年地面落雷

2、密度地面落雷密度b為兩根避雷線之間的距離為兩根避雷線之間的距離h為避雷線的平均對(duì)地高度為避雷線的平均對(duì)地高度 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)4/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)耐雷水平（耐雷水平（I）u 耐雷水平耐雷水平指雷擊線路時(shí)，其絕緣指雷擊線路時(shí)，其絕緣尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最尚不至于發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值大雷電流幅值或能或能引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值引起絕緣閃絡(luò)的最小雷電流幅值，單位為，單位為kAkA我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各級(jí)電壓線路應(yīng)有的耐雷水平值見(jiàn)表8-1高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)5/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保

3、護(hù)雷擊跳閘率（雷擊跳閘率（ n ）u 導(dǎo)致線路跳閘需要具備雙重條件：導(dǎo)致線路跳閘需要具備雙重條件：p 首先雷擊電流必須超過(guò)線路耐雷水平首先雷擊電流必須超過(guò)線路耐雷水平，引起線路絕緣，引起線路絕緣發(fā)生絕緣閃絡(luò)。它的持續(xù)時(shí)間只有幾十微秒，線路開發(fā)生絕緣閃絡(luò)。它的持續(xù)時(shí)間只有幾十微秒，線路開關(guān)還來(lái)不及跳閘關(guān)還來(lái)不及跳閘p 沖擊閃絡(luò)繼而轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧沖擊閃絡(luò)繼而轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧，才會(huì)導(dǎo)致線路，才會(huì)導(dǎo)致線路跳閘跳閘u 注意：注意：這些過(guò)程都有隨機(jī)性，工程設(shè)計(jì)中采用這些過(guò)程都有隨機(jī)性，工程設(shè)計(jì)中采用雷擊跳閘率雷擊跳閘率作作為一個(gè)綜合指標(biāo)，來(lái)衡量輸電線路防雷性能的優(yōu)劣。為一個(gè)綜合指標(biāo)，來(lái)衡量輸電線

4、路防雷性能的優(yōu)劣。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)6/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)u 跳閘率跳閘率n指在雷暴日指在雷暴日Td=40的情況下、的情況下、100km的線路每年的線路每年因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，其單位為因雷擊而引起的跳閘次數(shù)，其單位為次次/(100km40雷暴日雷暴日”u 建弧率建弧率 沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻續(xù)流的概率沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻續(xù)流的概率0.752(4.514)10E p 式中：式中：E絕緣子串平均運(yùn)行電壓梯度絕緣子串平均運(yùn)行電壓梯度 (kV/m)12123(0.5 )2nnUEllUEll 中中性性點(diǎn)點(diǎn)有有效效接接地地系系統(tǒng)統(tǒng):

5、 :中中性性點(diǎn)點(diǎn)非非有有效效接接地地系系統(tǒng)統(tǒng): :p 式中：式中： Un系統(tǒng)額定電壓；系統(tǒng)額定電壓； l1絕緣子串長(zhǎng)度（絕緣子串長(zhǎng)度（m）；）； l2木橫擔(dān)線路的線間距離（木橫擔(dān)線路的線間距離（m）。對(duì)鐵橫擔(dān)，）。對(duì)鐵橫擔(dān)， l2 =0高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)7/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)線路耐雷性能的分析計(jì)算線路耐雷性能的分析計(jì)算u 按雷擊點(diǎn)的不同，雷擊有避雷線線路的三種情況按雷擊點(diǎn)的不同，雷擊有避雷線線路的三種情況高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)8/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)繞擊導(dǎo)線繞擊導(dǎo)線u 當(dāng)避雷線

6、的屏蔽作用失效，可能發(fā)生雷繞過(guò)避雷線擊中當(dāng)避雷線的屏蔽作用失效，可能發(fā)生雷繞過(guò)避雷線擊中導(dǎo)線的情況，通常稱為繞擊。導(dǎo)線的情況，通常稱為繞擊。 繞擊及其危害繞擊及其危害高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)9/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 繞擊率繞擊率Pau 繞擊率繞擊率Pa雷閃繞過(guò)避雷線直接擊中導(dǎo)線的概率雷閃繞過(guò)避雷線直接擊中導(dǎo)線的概率lg3.986thP p 平原線路平原線路lg3.3586thP p 山區(qū)線路山區(qū)線路式中：式中： 保護(hù)角（保護(hù)角（）；）； ht桿塔高度（桿塔高度（m）。）。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)10/90式中：式中：I實(shí)測(cè)的

7、雷電流幅值實(shí)測(cè)的雷電流幅值第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 繞擊過(guò)電壓繞擊過(guò)電壓0U0ZZZA0ZZ02UAOZAI0AA022Z ZZUIIZZ 0000A00022222UI ZIZIZZZZZZu 假設(shè)假設(shè)Z0Z/2，取，取Z=400，則有，則有A100UI 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)11/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 繞擊耐雷水平繞擊耐雷水平I2u 繞擊耐雷水平：繞擊耐雷水平：繞擊時(shí)，線路所能承受的雷電流幅值，由線繞擊時(shí)，線路所能承受的雷電流幅值，由線路絕緣子沖擊放電電壓決定。路絕緣子沖擊放電電壓決定。u 令令UA=U5

8、0%（線路絕緣子串的（線路絕緣子串的50%沖擊放電電壓）沖擊放電電壓）A100UI 由由50%2100UI u 注意：注意：雖然繞擊的概率很低，發(fā)生繞擊時(shí)雷電流的幅值較小雖然繞擊的概率很低，發(fā)生繞擊時(shí)雷電流的幅值較小，但是一旦繞擊形成很高的沖擊過(guò)電壓，就有可能使線路絕，但是一旦繞擊形成很高的沖擊過(guò)電壓，就有可能使線路絕緣子閃絡(luò)，或侵入變電站危及電氣設(shè)備的安全。緣子閃絡(luò)，或侵入變電站危及電氣設(shè)備的安全。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)12/90式中式中 N落雷總次數(shù)；落雷總次數(shù)； Pa 繞擊率；繞擊率； P2 雷電流幅值超過(guò)繞擊耐雷水平雷電流幅值超過(guò)繞擊耐雷水平I2的概率的概率 建弧率建

9、弧率第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 雷繞擊導(dǎo)線時(shí)的跳閘率雷繞擊導(dǎo)線時(shí)的跳閘率n22a2nNPP （）次次/ /年年22lg88IP 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)13/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)雷擊擋距中央的避雷線雷擊擋距中央的避雷線u 雷擊避雷線最嚴(yán)重的情況雷擊避雷線最嚴(yán)重的情況是雷擊點(diǎn)處于檔距中央時(shí)是雷擊點(diǎn)處于檔距中央時(shí)。雷擊避雷線檔距中央只雷擊避雷線檔距中央只有有10%的概率的概率u 一般不考慮跳閘問(wèn)題。因一般不考慮跳閘問(wèn)題。因?yàn)槔讚舯芾拙€檔距中央時(shí)為雷擊避雷線檔距中央時(shí)在雷擊點(diǎn)產(chǎn)生很高的過(guò)電在雷擊點(diǎn)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，但由

10、于避雷線半徑較壓，但由于避雷線半徑較小，雷擊點(diǎn)離桿塔較遠(yuǎn)，小，雷擊點(diǎn)離桿塔較遠(yuǎn)，強(qiáng)烈的電暈衰減作用，使強(qiáng)烈的電暈衰減作用，使過(guò)電壓波傳播到桿塔時(shí)，過(guò)電壓波傳播到桿塔時(shí)，已不足于使絕緣子閃絡(luò)。已不足于使絕緣子閃絡(luò)。u 只要導(dǎo)線和避雷線線間的空只要導(dǎo)線和避雷線線間的空氣距離氣距離S滿足下式的要求，雷滿足下式的要求，雷擊避雷線檔距中央引起的線擊避雷線檔距中央引起的線路閃絡(luò)跳閘率可以忽略不計(jì)路閃絡(luò)跳閘率可以忽略不計(jì)0.0121 (m)Sl高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)14/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)雷擊桿塔雷擊桿塔u 從雷擊線路接地部分而引起達(dá)絕緣子串閃絡(luò)的角

11、度來(lái)看從雷擊線路接地部分而引起達(dá)絕緣子串閃絡(luò)的角度來(lái)看，最嚴(yán)重的條件應(yīng)為，最嚴(yán)重的條件應(yīng)為雷擊桿塔的塔頂，雷擊桿塔的塔頂，因?yàn)檫@時(shí)大部分因?yàn)檫@時(shí)大部分雷電流將從該桿塔入地，產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓最大雷電流將從該桿塔入地，產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓最大 擊桿率擊桿率gu 擊桿率擊桿率雷擊桿塔次數(shù)占雷擊線路總數(shù)的比值；雷擊桿塔次數(shù)占雷擊線路總數(shù)的比值；p 與避雷線根數(shù)和地形有關(guān)與避雷線根數(shù)和地形有關(guān) 避雷線根數(shù)避雷線根數(shù)012平原平原1/21/41/6山區(qū)山區(qū)1/31/4地形地形高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)15/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 雷擊塔頂產(chǎn)生的反擊雷擊塔頂產(chǎn)生

12、的反擊u 在雷擊塔頂?shù)南葘?dǎo)放電階段在雷擊塔頂?shù)南葘?dǎo)放電階段如圖所示，導(dǎo)線、避雷線和如圖所示，導(dǎo)線、避雷線和桿塔上雖然都會(huì)感應(yīng)出異號(hào)桿塔上雖然都會(huì)感應(yīng)出異號(hào)的束縛電荷，但是由于先導(dǎo)的束縛電荷，但是由于先導(dǎo)放電的發(fā)展速度較慢，如果放電的發(fā)展速度較慢，如果不計(jì)工頻工作電壓，導(dǎo)線上不計(jì)工頻工作電壓，導(dǎo)線上的電位仍為零，避雷線和桿的電位仍為零，避雷線和桿塔的電位也為零，因此線路塔的電位也為零，因此線路絕緣上不會(huì)電位差。絕緣上不會(huì)電位差。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)16/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)u 在雷擊塔頂?shù)闹鞣烹婋A段：在雷擊塔頂?shù)闹鞣烹婋A段：u 先導(dǎo)通道中

13、的負(fù)電荷與桿塔、避先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷與桿塔、避雷線以及大地中的正電荷迅速中雷線以及大地中的正電荷迅速中和，形成雷電沖擊電流。如圖和，形成雷電沖擊電流。如圖bp 一方面負(fù)極性的的雷電沖擊波沿一方面負(fù)極性的的雷電沖擊波沿著桿塔向下和沿著避雷線向兩側(cè)著桿塔向下和沿著避雷線向兩側(cè)傳播，使塔頂電位不斷升高；傳播，使塔頂電位不斷升高；p 另一方面由塔頂向雷云迅速發(fā)展另一方面由塔頂向雷云迅速發(fā)展的正極性雷電波，引起空間電磁的正極性雷電波，引起空間電磁場(chǎng)的迅速變化，又使導(dǎo)線上出現(xiàn)場(chǎng)的迅速變化，又使導(dǎo)線上出現(xiàn)正極性的感應(yīng)雷電波。正極性的感應(yīng)雷電波。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)17/90第一節(jié)第一節(jié)

14、架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)u產(chǎn)生反擊產(chǎn)生反擊p作用在線路絕緣子串上的作用在線路絕緣子串上的電壓為塔頂電位與導(dǎo)線電電壓為塔頂電位與導(dǎo)線電位之差。這一電壓一旦超位之差。這一電壓一旦超過(guò)絕緣子串的過(guò)絕緣子串的50%沖擊閃沖擊閃絡(luò)電壓絡(luò)電壓U50%，絕緣子串就，絕緣子串就發(fā)生閃絡(luò)發(fā)生閃絡(luò)p此時(shí)桿塔電位（絕對(duì)值）此時(shí)桿塔電位（絕對(duì)值）比導(dǎo)線電位高，所以稱為比導(dǎo)線電位高，所以稱為反擊反擊。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)18/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 雷擊塔頂時(shí)的過(guò)電壓雷擊塔頂時(shí)的過(guò)電壓li0(1)12.62.6gatcitchhLhUIkRkkhh

15、 I雷電流幅值，雷電流幅值，kAk考慮沖擊電暈影響的耦合系數(shù)考慮沖擊電暈影響的耦合系數(shù)k0 導(dǎo)線和避雷線間的幾何耦合系數(shù)導(dǎo)線和避雷線間的幾何耦合系數(shù)桿塔分流系數(shù)（流經(jīng)桿塔的電流與雷電流的比值）桿塔分流系數(shù)（流經(jīng)桿塔的電流與雷電流的比值）Ri沖擊接地電阻，沖擊接地電阻，Lt 桿塔的總電感桿塔的總電感ha橫擔(dān)高度，橫擔(dān)高度，mht 桿塔的高度，桿塔的高度，mhg 避雷線平均對(duì)地高度，避雷線平均對(duì)地高度，mhc導(dǎo)線平均對(duì)地高度，導(dǎo)線平均對(duì)地高度，mu 當(dāng)作用在絕緣子串上當(dāng)作用在絕緣子串上的電壓的電壓Uli等于線路絕等于線路絕緣子串的緣子串的50%沖擊閃沖擊閃絡(luò)電壓絡(luò)電壓U50%時(shí)，絕緣時(shí)，絕緣子發(fā)生

16、閃絡(luò)子發(fā)生閃絡(luò)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)19/90式中式中 N年落雷總次數(shù)年落雷總次數(shù) Pa 繞擊率繞擊率 P1 雷電流幅值超過(guò)耐雷水平雷電流幅值超過(guò)耐雷水平I1的概率的概率 建弧率建弧率 g擊桿率擊桿率第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 雷擊塔頂時(shí)的耐雷水平雷擊塔頂時(shí)的耐雷水平I150%10(1)12.62.6gatcitcUIhhLhkRkkhh 雷繞擊塔頂時(shí)的跳閘率雷繞擊塔頂時(shí)的跳閘率n1 11111(1)aPnNP g PnN g P 次次年年11lg88IP 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)20/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電

17、線路防雷保護(hù)線路的年雷擊跳閘總次數(shù)線路的年雷擊跳閘總次數(shù)1212()nnnNgPP P u 若若N為每為每100公里線路上在公里線路上在40個(gè)雷暴日的條件下：個(gè)雷暴日的條件下：p N=0.28(b+4h)代入上式代入上式120.28(b+4h) ()100km 40ngPP P 次次 （雷雷暴暴日日）高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)21/90u 中間任何一個(gè)部分防范住，則不會(huì)造成停電事故中間任何一個(gè)部分防范住，則不會(huì)造成停電事故第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)線路雷害事故防護(hù)措施線路雷害事故防護(hù)措施雷電放雷電放電電雷電過(guò)雷電過(guò)電壓電壓線路絕線路絕緣沖擊緣沖擊閃絡(luò)閃

18、絡(luò)工頻工頻電弧電弧斷路器斷路器跳閘跳閘供電供電中斷中斷雷害事故發(fā)展過(guò)程雷害事故發(fā)展過(guò)程高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)22/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)防護(hù)措施防護(hù)措施“四道防線四道防線”u 措施：措施：架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線p 110kV級(jí)以上全線架有避雷線級(jí)以上全線架有避雷線p 35kV級(jí)以下部分線路架有避雷線級(jí)以下部分線路架有避雷線 防直擊防直擊高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)23/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)u 措施措施p 降低桿塔的沖擊電阻降低桿塔的沖擊電阻p 架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線p 防止雷直擊導(dǎo)線防止雷直擊導(dǎo)

19、線p 分流作用：減少桿塔入地電流，降低塔頂電位分流作用：減少桿塔入地電流，降低塔頂電位p 對(duì)導(dǎo)線有耦合作用：降低感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)導(dǎo)線有耦合作用：降低感應(yīng)過(guò)電壓p 裝設(shè)耦合底線裝設(shè)耦合底線p 降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，在導(dǎo)線下方架設(shè)一條降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，在導(dǎo)線下方架設(shè)一條接地線。具有分流作用、加強(qiáng)避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合接地線。具有分流作用、加強(qiáng)避雷線對(duì)導(dǎo)線的耦合 防閃絡(luò)防閃絡(luò)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)24/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù)p 裝設(shè)管型避雷器裝設(shè)管型避雷器p 一般安于線路上雷電過(guò)電壓特別大的場(chǎng)合或絕一般安于線路上雷電過(guò)電壓特別大的場(chǎng)合或絕緣薄

20、弱點(diǎn)緣薄弱點(diǎn)p 加強(qiáng)絕緣加強(qiáng)絕緣p 對(duì)個(gè)別大跨越、高桿塔，落雷機(jī)會(huì)多等情況，對(duì)個(gè)別大跨越、高桿塔，落雷機(jī)會(huì)多等情況，可增加絕緣子片數(shù)可增加絕緣子片數(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)25/90第一節(jié)第一節(jié) 架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 防建弧防建弧u 措施措施p 加強(qiáng)絕緣加強(qiáng)絕緣p 采用消弧線圈接地方式采用消弧線圈接地方式p 適用適用110kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)p 大多數(shù)雷擊單相閃絡(luò)接地故障可被消弧線圈消大多數(shù)雷擊單相閃絡(luò)接地故障可被消弧線圈消除，不至發(fā)展為持續(xù)工頻電弧除，不至發(fā)展為持續(xù)工頻電弧高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)26/90第一節(jié)第一節(jié)

21、架空輸電線路防雷保護(hù)架空輸電線路防雷保護(hù) 防停電防停電u 措施措施p 自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘p 雷擊造成的沖擊閃絡(luò)和工頻電弧使線路跳閘后雷擊造成的沖擊閃絡(luò)和工頻電弧使線路跳閘后會(huì)迅速消失，不會(huì)造成線路絕緣的永久性損壞會(huì)迅速消失，不會(huì)造成線路絕緣的永久性損壞，而線路絕緣具有自恢復(fù)功能，可裝設(shè)自動(dòng)重，而線路絕緣具有自恢復(fù)功能，可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置防止停電事故合閘裝置防止停電事故p 雙回路或環(huán)網(wǎng)供電雙回路或環(huán)網(wǎng)供電高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)27/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)u 變電所雷電過(guò)電壓來(lái)源及危害變電所雷電過(guò)電壓來(lái)源及危害u 雷電直擊發(fā)電廠和變電所雷電直擊發(fā)電

22、廠和變電所u 雷擊線路產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓沿線路侵入變電所雷擊線路產(chǎn)生的雷電過(guò)電壓沿線路侵入變電所p 220kV線路的線路的50%放電電壓為放電電壓為1200kV，而相應(yīng)的變壓，而相應(yīng)的變壓器全波沖擊試驗(yàn)電壓器全波沖擊試驗(yàn)電壓850kV, 全波多次沖擊耐壓只有全波多次沖擊耐壓只有773kVu 造成大面積停電，發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電器設(shè)備的內(nèi)造成大面積停電，發(fā)電機(jī)、變壓器等主要電器設(shè)備的內(nèi)絕緣大都沒(méi)有自恢復(fù)的能力絕緣大都沒(méi)有自恢復(fù)的能力p 高壓輸電線路允許每幾年跳閘一次高壓輸電線路允許每幾年跳閘一次高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)28/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)變電所

23、的直擊雷保護(hù)變電所的直擊雷保護(hù)措施措施u 裝設(shè)避雷針：裝設(shè)避雷針：獨(dú)立避雷針、構(gòu)架避雷針獨(dú)立避雷針、構(gòu)架避雷針p 使所有設(shè)備都處在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)使所有設(shè)備都處在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)p 防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故 反擊反擊由于接地部分電位升高而向附近其它設(shè)由于接地部分電位升高而向附近其它設(shè)備放電的現(xiàn)象備放電的現(xiàn)象高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)29/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)獨(dú)立避雷針的防獨(dú)立避雷針的防“反擊反擊”u獨(dú)立避雷針受雷擊時(shí)，避雷針各部獨(dú)立避雷針受雷擊時(shí)，避雷針各部分都將產(chǎn)生很高的電位，若避雷針?lè)侄紝a(chǎn)生很高的電位，若避雷針與附近

24、設(shè)施的距離較近，它們之間與附近設(shè)施的距離較近，它們之間便會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為便會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這種情況稱為“反擊反擊”。u為防止為防止“反擊反擊”，必須使避雷針和，必須使避雷針和附近金屬導(dǎo)體間有一定的距離，使附近金屬導(dǎo)體間有一定的距離，使絕緣介質(zhì)的閃絡(luò)電壓大于反擊電壓絕緣介質(zhì)的閃絡(luò)電壓大于反擊電壓u 獨(dú)立避雷針的空氣間隙獨(dú)立避雷針的空氣間隙sk和地中距離和地中距離sdp 在一般情況下：在一般情況下：sk5m， sd3m。ksh0.20.1sRhRsh獨(dú)立避雷針的沖獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻擊接地電阻()；h相鄰配電裝置構(gòu)相鄰配電裝置構(gòu)架的高度架的高度(m)。dsh0.3sR高電壓技術(shù)高電

25、壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)30/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)變電所的雷電侵入波保護(hù)變電所的雷電侵入波保護(hù)措施措施u “避雷器避雷器”結(jié)合結(jié)合“進(jìn)線段保護(hù)進(jìn)線段保護(hù)”閥式避雷器保護(hù)作用的分析閥式避雷器保護(hù)作用的分析u 閥式避雷器的保護(hù)作用閥式避雷器的保護(hù)作用主要是限制過(guò)電壓波的幅值主要是限制過(guò)電壓波的幅值 選擇合適閥式避雷器的前提選擇合適閥式避雷器的前提u 避雷器的伏秒特性與被保護(hù)絕緣的避雷器的伏秒特性與被保護(hù)絕緣的伏秒特性有良好配合伏秒特性有良好配合u 避雷器的避雷器的伏安特性伏安特性保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電保證其殘壓低于被保護(hù)絕緣的沖擊電氣強(qiáng)度氣強(qiáng)度 u 被保護(hù)

26、絕緣必須處于被保護(hù)絕緣必須處于該避雷器的保護(hù)范圍之內(nèi)該避雷器的保護(hù)范圍之內(nèi)。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)31/90U50%1t Tuatv1T12lFVC1Z2Z設(shè)設(shè)備備避避雷雷器器u 實(shí)際變電所中，由于接在母實(shí)際變電所中，由于接在母線上的閥式避雷器離變電設(shè)線上的閥式避雷器離變電設(shè)備有近有遠(yuǎn)，則在保護(hù)絕緣備有近有遠(yuǎn)，則在保護(hù)絕緣與避雷器之間就會(huì)與避雷器之間就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)出現(xiàn)一個(gè)電壓差電壓差U(波的多次折反射波的多次折反射)p a進(jìn)波的時(shí)間陡度進(jìn)波的時(shí)間陡度(kV/us) a進(jìn)波的空間陡度進(jìn)波的空間陡度(kV/m) 二者換算關(guān)系二者換算關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)

27、 閥式避雷器的保護(hù)范圍閥式避雷器的保護(hù)范圍22(kV)lUaa lv (kV/m)300aaav 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)32/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)u 則為使設(shè)備絕緣不被擊穿，要滿足則為使設(shè)備絕緣不被擊穿，要滿足p Uw(i)絕緣的雷電沖擊耐壓值絕緣的雷電沖擊耐壓值p Uis閥形避雷器的沖擊放電電壓閥形避雷器的沖擊放電電壓( )22w iisisislUUUUaUa lv u 若變電所出線數(shù)為若變電所出線數(shù)為1，有，有p 一定空間進(jìn)波陡度下，設(shè)備絕緣與避雷器之間最大允許距離一定空間進(jìn)波陡度下，設(shè)備絕緣與避雷器之間最大允許距離p 一定距離下，最大允許

28、空間進(jìn)波陡度一定距離下，最大允許空間進(jìn)波陡度( )max2w iisUUla ( )max2w iisUUal 高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)33/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)u 若變電所出線數(shù)若變電所出線數(shù)2，有，有p 一定空間進(jìn)波陡度下，設(shè)備絕緣與避雷器之間最大允許距離一定空間進(jìn)波陡度下，設(shè)備絕緣與避雷器之間最大允許距離p 一定距離下，最大允許空間進(jìn)波陡度一定距離下，最大允許空間進(jìn)波陡度 K變電所出線修正系數(shù)變電所出線修正系數(shù)( )max2w iisUUlKa ( )max2w iisUUaKl u 避雷器具體安裝點(diǎn)選擇原則：避雷器具體安裝點(diǎn)選擇原則：“確保

29、重點(diǎn)、兼顧一般確保重點(diǎn)、兼顧一般”。在諸多的變電設(shè)備中，需要確保的重點(diǎn)無(wú)疑是主變壓。在諸多的變電設(shè)備中，需要確保的重點(diǎn)無(wú)疑是主變壓器，應(yīng)盡可能把閥式避雷器裝得離主變壓器近一些。器，應(yīng)盡可能把閥式避雷器裝得離主變壓器近一些。高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)34/90第二節(jié)第二節(jié) 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù)變電所的進(jìn)線段保護(hù)變電所的進(jìn)線段保護(hù)p對(duì)于全線無(wú)避雷線的對(duì)于全線無(wú)避雷線的35kV35kV變電所進(jìn)線，當(dāng)雷擊于附近變電所進(jìn)線，當(dāng)雷擊于附近的架空線時(shí)，沖擊波的陡度和流過(guò)避雷器的電流必然的架空線時(shí)，沖擊波的陡度和流過(guò)避雷器的電流必然會(huì)超過(guò)變電所電氣設(shè)備絕緣所能允許的程度，這是不會(huì)超過(guò)變電所電氣設(shè)備絕緣所能允許的程度，這是不能允許的。所以，這種線路靠近變電所的一段進(jìn)線上能允許的。所以，這種線路靠近變電所的一段進(jìn)線上必須裝設(shè)避雷裝置必須裝設(shè)避雷裝置p雷電過(guò)電壓波在流過(guò)進(jìn)線段時(shí)因沖擊電暈而發(fā)生衰減雷電過(guò)電壓波在流過(guò)進(jìn)線段時(shí)因沖擊電暈而發(fā)生衰減和變形，和變形，降低了波前陡度和幅值；降低了波前陡度和幅值；p利用進(jìn)線段本身阻抗利用進(jìn)線段本身阻抗限制流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值限制流過(guò)避雷器的沖擊電流幅值 進(jìn)線段保護(hù)的原因進(jìn)線段保護(hù)的原因 進(jìn)線段保護(hù)的作用進(jìn)線段保護(hù)的作用高電壓技術(shù)高電壓技術(shù)高電壓技