第8章輸電線路的防雷保護

會計學(xué)1第8章輸電線路的防雷保護高電壓工程基礎(chǔ)輸電線路防雷的措施（“四道防線”）：防止雷直擊導(dǎo)線沿線架設(shè)避雷線，有時還要裝避雷針與其配合(2)防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡(luò)降低桿塔的接地電阻，增大耦合系數(shù)，適當(dāng)加強線路絕緣，在個別桿塔上采用避雷器等(3)防止雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，減少絕緣子串上工頻電場強度，電網(wǎng)中采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式(4)防止線路中斷供電采用自動重合閘，或雙回路、環(huán)網(wǎng)供電等措施第1頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)衡量輸電線路防雷性能的兩個指標(biāo)：

耐雷水平（單位：kA）

雷擊線路不致引起絕緣閃絡(luò)的最大雷電流幅值，稱為線路的耐雷水平。線路的耐雷水平愈高，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機會就愈小。

雷擊跳閘率（單位：次/l00km·40雷電日）雷擊跳閘率是指折算為統(tǒng)一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數(shù)。此統(tǒng)一條件規(guī)定為每年40個雷電日和l00km的線路長度。第2頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)10.2線路感應(yīng)雷過電壓靜電場突然消失靜電分量主放電產(chǎn)生脈沖磁場靜電分量第3頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)

無避雷線時的感應(yīng)雷過電壓

實測表明，感應(yīng)過電壓峰值最大可達(dá)300~400kV。這對35kV及以下的水泥桿線路可能引起閃絡(luò)事故；110kV及以上的線路，由于絕緣水平較高，一般不會引起閃絡(luò)事故，且感應(yīng)過電壓同時存在于三相導(dǎo)線上，故相間不存在電位差，只能引起對地閃絡(luò)。

α——感應(yīng)過電壓系數(shù)，kV/m，其值等于以kA/μs為單位的雷電流平均陡度值，即α=I/2.6。

hd——導(dǎo)線平均高度，m。

雷擊線路附近地面：

雷擊桿塔或線路附近避雷線：第4頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)

有避雷線時的感應(yīng)雷過電壓Kc為避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)。如前所述，其值只決定于導(dǎo)線間的相互位置與幾何尺寸。線間距離越近，則耦合系數(shù)Kc愈大，導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓愈低。避雷線在導(dǎo)線上耦合出來的電壓第5頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)10.3輸電線路的直擊雷過電壓

無避雷線時的直擊雷過電壓雷擊點電壓：輸電線耐雷水平：1.雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平第6頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)塔頂電位：導(dǎo)線電位：絕緣子承受電壓＝塔頂電位－導(dǎo)線電位＝耐雷水平：2.雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平第7頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)

有避雷線時的直擊雷過電壓1.雷繞過避雷線擊于導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平

雷擊點電壓：輸電線耐雷水平：此時，避雷線只起到降低繞擊率的作用：平原線路：山區(qū)線路：第8頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)2.雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平

塔頂電位：導(dǎo)線電位：絕緣子承受電壓：輸電線路耐雷水平：第9頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)分流系數(shù)：額定電壓(kV)110220330500單避雷線0.900.92——雙避雷線0.860.880.880.865~0.822t取0~2.6μs的平均值第10頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)3.雷擊避雷線檔距中央的過電壓及空氣間隙

電力系統(tǒng)多年的運行經(jīng)驗表明，間距只要滿足上式要求，雷擊檔距中央避雷線時，導(dǎo)線與避雷線間一般不會發(fā)生閃絡(luò)。所以，在計算雷擊跳閘率時，不計及這種情況。第11頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)10.4輸電線路雷擊跳閘率的計算

根據(jù)模擬試驗和運行經(jīng)驗，一般高度線路的避雷線和導(dǎo)線對地面的遮蔽寬度取4hd+b，hd是上導(dǎo)線的平均高度，b為避雷線之間的寬度，這樣，l00km輸電線路對地面的遮蔽面積，或受雷害面積（km2）為：

地面落雷密度γ為0.07，如果取每年40個雷暴日作為標(biāo)準(zhǔn)值，每年l00km輸電線路受到的雷擊次數(shù)（次/(100km·40雷電日)）為：第12頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)

反擊跳閘率n1（次/100km·40雷電日

）雷擊次數(shù)擊桿率建弧率雷電流幅值大于雷擊塔頂?shù)哪屠姿絀1

的概率

繞擊跳閘率n2（次/100km·40雷電日

）雷擊次數(shù)繞擊率建弧率雷電流幅值大于雷繞擊的耐雷水平I2

的概率第13頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)電壓等級（kV）500330220110雷擊桿塔時耐雷水平（kA）125~175100~15075~11040~75平原跳閘率（次/百公里·年）0.0810.1210.2520.833山區(qū)跳閘率（次/百公里·年）0.17~0.420.27~0.600.43~0.951.18~2.01架空輸電線路典型桿塔的耐雷水平及雷擊跳閘率第14頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)例10-1某220kV線路，假定桿塔沖擊接地電阻Rch=7Ω，絕緣串由13片X-7組成。其正極性沖擊放電電壓U50%

為1410kV，負(fù)極性沖擊放電電壓U50%

為1560kV。架設(shè)雙避雷線，避雷線弧垂為7m，導(dǎo)線弧垂為12m，避雷線半徑為5.5mm。求該線路的耐雷水平及雷電跳閘率。解：1．計算幾何參數(shù)（l）避雷線與導(dǎo)線的平均高度（2）避雷線對外側(cè)導(dǎo)線的耦合系數(shù)（3）桿塔電感Lgt第15頁/共18頁高電壓工程基礎(chǔ)2．雷擊塔頂時分流系數(shù)查表3．雷擊塔頂時的耐雷水平I15．計算繞擊耐雷水平I2