第8章输电线路的防雷保护

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第,10,章 输电线路的防雷保护,10.1,输电线路防雷的原则和措施,10.2,线路感应雷过电压,10.3,输电线路的直击雷过电压,10.4,输电线路雷击跳闸率的计算,高电压工程基础,高电压工程基础,10.1,输电线路防雷的原则和措施,雷击线路附近地面,雷击塔顶,雷击档距中央的避雷线,雷击,导线,输电线路防雷的任务：,采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。,感应雷过电压,直击雷过电压,高电压工程基础,输电线路防雷的措施（“四道防线”）：,防止雷直击导线,沿线架设避雷线，有时还要装避雷针与其配合,(2),防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络,降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘，在个别杆塔上采用避雷器等,(3),防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧,适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,(4),防止线路中断供电,采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施,高电压工程基础,衡量输电线路防雷性能的两个指标：,耐雷水平（单位：,kA,）,雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值，称为线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高，线路绝缘发生闪络的机会就愈小。,雷击跳闸率（单位：次,/l00km40,雷电日）,雷击跳闸率是指折算为统一的条件下，因雷击而引起的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年,40,个雷电日和,l00km,的线路长度。,高电压工程基础,10.2,线路感应雷过电压,静电场突然消失,静电分量,主放电产生脉冲磁场,静电分量,高电压工程基础,无避雷线时的感应雷过电压,实测表明，感应过电压峰值最大可达,300 400kV,。这对,35kV,及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故；,110kV,及以上的线路，由于绝缘水平较高，一般不会引起闪络事故，且感应过电压同时存在于三相导线上，故相间不存在电位差，只能引起对地闪络。,感应过电压系数，,kV/m,，其值等于以,kA/,s,为单位的雷电流平均陡度值，即,=,I,/2.6,。,h,d,导线平均高度，,m,。,雷击线路附近地面,：,雷击杆塔或线路附近避雷线,：,高电压工程基础,有避雷线时的感应雷过电压,K,c,为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述，其值只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近，则耦合系数,K,c,愈大，导线上感应过电压愈低。,避雷线在导线上耦合出来的电压,高电压工程基础,10.3,输电线路的直击雷过电压,无避雷线时的直击雷过电压,雷击点电压：,输电线耐雷水平：,1.,雷击导线的过电压及耐雷水平,高电压工程基础,塔顶电位：,导线电位：,绝缘子承受电压塔顶电位导线电位,耐雷水平：,2.,雷击塔顶时的过电压及耐雷水平,高电压工程基础,有避雷线时的直击雷过电压,1.,雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平,雷击点电压：,输电线耐雷水平：,此时，避雷线只起到降低,绕击率的作用：,平原线路：,山区线路：,高电压工程基础,2.,雷击塔顶时的过电压及耐雷水平,塔顶电位：,导线电位：,绝缘子承受电压：,输电线路耐雷水平：,高电压工程基础,分流系数：,额定电压,(kV),110,220,330,500,单避雷线,0.90,0.92,双避雷线,0.86,0.88,0.88,0.865 0.822,t,取,0 2.6,s,的平均值,高电压工程基础,3.,雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙,电力系统多年的运行经验表明，间距只要满足上式要求，雷击档距中央避雷线时，导线与避雷线间一般不会发生闪络。所以，在计算雷击跳闸率时，不计及这种情况。,高电压工程基础,10.4,输电线路雷击跳闸率的计算,根据模拟试验和运行经验，一般高度线路的避雷线和导线对地面的遮蔽宽度取,4,h,d,+b,，,h,d,是上导线的平均高度，,b,为避雷线之间的宽度，这样，,l00km,输电线路对地面的遮蔽面积，或受雷害面积（,km,2,）为：,地面落雷密度,为,0.07,，如果取每年,40,个雷暴日作为标准值，每年,l00km,输电线路受到的雷击次数（,次,/(100km40,雷电日,),）为：,高电压工程基础,反击跳闸率,n,1,（,次,/100km40,雷电日,）,雷击次数,击杆率,建弧率,雷电流幅值大于雷击塔顶的耐雷,水平,I,1,的概率,绕击跳闸率,n,2,（,次,/100km40,雷电日,）,雷击次数,绕击率,建弧率,雷电流幅值大于雷绕击的耐雷,水平,I,2,的概率,高电压工程基础,电压等级（,kV,）,500,330,220,110,雷击杆塔时耐雷水平（,kA,）,125 175,100 150,75 110,40 75,平原跳闸率,（次,/,百公里,年）,0.081,0.121,0.252,0.833,山区跳闸率,（次,/,百公里,年）,0.17 0.42,0.27 0.60,0.43 0.95,1.18 2.01,架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率,高电压工程基础,例,10-1,某,220kV,线路，假定杆塔冲击接地电阻,R,ch,=7,，绝缘串由,13,片,X-7,组成。其正极性冲击放电电压,U,50%,为,1410kV,，负极性冲击放电电压,U,50%,为,1560kV,。架设双避雷线，避雷线弧垂为,7m,，导线弧垂为,12m,，避雷线半径为,5.5mm,。求该线路的耐雷水平及雷电跳闸率。,解：,1,计算几何参数,（,l,）避雷线与导线的平均高度,（,2,）避雷线对外侧导线的耦合系数,（,3,）杆塔电感,Lgt,高电压工程基础,2,雷击塔顶时分流系数查表,3,雷击塔顶时的耐雷水平,I,1,5,计算绕击耐雷水平,I,2,4,雷电流超过,I,1,的概率,6,雷电流超过,I,2,的概率,7,击杆率,g,，绕击率,p,a,，建弧率,高电压工程基础,8,线路的雷电跳闸率,n,次,/(100km40,雷电日,),