第12章电力系统防雷保护(12-2)

1、四、避雷器四、避雷器1.1.保护间隙保护间隙多用于配电变压器或中性点保护多用于配电变压器或中性点保护缺点缺点: :熄弧能力差熄弧能力差 优点优点: :便宜便宜 要消除故障必须开关动作要消除故障必须开关动作 产生截波产生截波2.2.管式避雷器管式避雷器 存在问题存在问题3.3.阀式避雷器阀式避雷器 防止截波防止截波RIUch残压RIggu 优点优点 伏伏- -秒特性平坦秒特性平坦, ,不产生截波不产生截波 防止截波防止截波: : 与间隙串联一个电阻与间隙串联一个电阻R R 电阻的作用电阻的作用: : R=? R=? 阻尼振荡阻尼振荡 0.50.2 :C Siciu 0.040.01 :ZnO1)

2、1)非线性电阻片非线性电阻片( (阀片阀片) )非线性系数非线性系数4.4.避雷器的电气参数避雷器的电气参数1) 1) 额定电压额定电压 施加到避雷器端子间的最大容许施加到避雷器端子间的最大容许工频电压工频电压( (kvkv, ,有效值有效值) ) 亦即在保证熄灭工频续流的条件下亦即在保证熄灭工频续流的条件下, ,允许加在间隙上的工频电压允许加在间隙上的工频电压等于系统发生单相接时健全相上等于系统发生单相接时健全相上短时工频电压升高短时工频电压升高RURresbUKu额定电压残压保护比2)2)残压残压 u uresres放电电流通过避雷器时在端子间的放电电流通过避雷器时在端子间的最大电压值最大

3、电压值( (kV 峰值峰值) )220kv220kv及以下系统及以下系统 u u5 5330kv330kv及以上系统及以上系统 u u1010U Uresres一定时一定时k kb b u uR R 熄弧性好熄弧性好u uR R一定时一定时k kb b u uresres 保护性好保护性好3)3)持续运行电压持续运行电压u uc c允许持久地施加在避雷器端子间的允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值工频电压有效值应大于系统的最高运行相电压应大于系统的最高运行相电压R1mAu U4)4)参考电压参考电压u urefref在工频参考电流下测出的避雷器上的在工频参考电流下测出的避雷器上的工频电

4、压最大峰值除以工频电压最大峰值除以工频参考电压工频参考电压: :2直流参考电压直流参考电压: :在直流参考电流下测出的避雷器上的电压在直流参考电流下测出的避雷器上的电压 荷电率荷电率 AVRAVRR1mA c2 Uc2AVRuu1mA直流参考电压持续运行电压峰值所以所以 应根据具体电网确定合理的荷电率应根据具体电网确定合理的荷电率AVR AVR 持续运行电压持续运行电压ucuc 保护性能下降保护性能下降AVR AVR 单位阀片上的负荷单位阀片上的负荷加速老化加速老化12.3 12.3 架空输电线路防雷架空输电线路防雷一一. .几个重要参数几个重要参数1.1.线路的冲击绝缘水平线路的冲击绝缘水平

5、( (U U5050% %) )U U5050% =100+84.5% =100+84.5n np p 线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值2.2.耐雷水平耐雷水平 I I额定电压额定电压(KV)(KV)35356666110110220220330330500500耐雷水平耐雷水平I Io o（KAKA）2020 3030 3030 6060 4040 7575 7575 110110100100 150150125125 175175雷电流超雷电流超过过I Io o的概的概率率IoIo(%) (%) 5959 4646 4646 2121 3535 1414

6、 1414 5.65.67.37.3 2.2.0 03.83.8 1.01.0表表12-1 12-1 各级电压送电线路的耐雷水平各级电压送电线路的耐雷水平注：表中注：表中IoIo较大的数字适用于多雷区或重要较大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。性较大的线路或变电站的进线保护段。3.3.建弧率建弧率 建弧率：线路绝缘发生冲击闪络后，建弧率：线路绝缘发生冲击闪络后， 转变为工频电弧的概率转变为工频电弧的概率 % % E EkV/mkV/m时，时， 绝缘子串的平均运行电压绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度（有效值）梯度（kV/m） E = U / l145 . 475. 0

7、E雷击跳闸率雷击跳闸率(n)(n)每年每年. .每百公里线路由于雷击每百公里线路由于雷击引起的跳闸次数引起的跳闸次数 n = Ns n = Ns * * =N =N * * P P * * 反击次数反击次数建弧率建弧率超过耐雷水平超过耐雷水平的概率的概率雷击次数雷击次数二二. .雷击导线时的耐雷水雷击导线时的耐雷水平平 % %504UIZUdZUI504 % %三三. .雷击塔顶及附近避雷线时的耐雷水平雷击塔顶及附近避雷线时的耐雷水平iit分流系数分流系数: :1.1.塔顶电位塔顶电位ittttRidtdiLu)6 . 2(6 . 2itittRLIIRILU2.2.导线电位导线电位U Ud

8、d耦合分量耦合分量(k (k 一般一般 0.20.2 0.250.25) )感应分量感应分量)1 (6 . 21dkIh)1 (6 . 21dtdkIhkUU所以所以: :tkU3.3.绝缘子串上的电位差绝缘子串上的电位差)1 (6 . 21dttdtkIhkUUUU)1 (6 . 211dtkIhUk）（6 . 2)6 . 2()1 (dithRLIk4.4.耐雷水平耐雷水平 I I6 . 2)6 . 2()1 (dit%50hRLkUI例例: 110kV: 110kV线路，取线路，取k k =0.2=0.2， 0.90.9， L Lt t=16=16 H H，h hd d=10m=10m，

9、U U5050700 kV, 700 kV, R Ri i=10(=10() )(6 .476 . 210)106 . 216(9 . 0)2 . 01 (700kAI四四. .架空输电线路的防雷措施架空输电线路的防雷措施 雷害过程雷害过程: :雷击雷击, ,反击反击 ( (闪络闪络),), 建弧建弧( ( 跳闸跳闸),),停电停电雷害的四雷害的四个过程个过程雷雷 击击反反 击击建弧建弧( (跳闸跳闸) )停停 电电四道防线四道防线导线不受导线不受直击雷直击雷绝缘不发生闪络绝缘不发生闪络不建立稳不建立稳定工频电定工频电弧弧( (不跳闸不跳闸) )不停不停电电防雷措施防雷措施避雷线避雷线( (防止雷防止雷电直击于电直击于导线导线) )1.1.避雷线避雷线( (分流作用分流作用, ,耦耦合作用合作用) )2.2.耦合地线耦合地线( (分流作用分流作用, ,耦合作用耦合作用) )3.3.降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻4.4.加强绝缘加强绝缘( (塔高超过塔高