反击跳闸率计算详细说明

反击跳闸率计算说明反击跳闸率定义：雷击跳闸率是指在雷暴日数T=40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。它是由绕击跳闸率和反击跳闸率组成。而反击跳闸率是指在雷暴日数T=40的情况下、100km的线路每年因雷击杆塔后引起对导线的逆向闪络发生跳闸的次数。规程法详细计算说明：规程法中的线路反击计算，工程上应用起来简单方便，而且它经过了实践的检验，能够满足目前我国一般输电线路的雷电反击系统设计要求。运行经验表明，在线路落雷总数中雷击杆塔所占的比例与避雷线根数及地形有关。雷击杆塔次数与落雷总数的比值称为击杆率（g），规程推荐的g值如表1所示。表1 击杆率（g）地形避雷线根数012平原1/21/41/6山区—1/31/4雷击塔顶时，雷电流的分配状况如图1所示:i - 2 V-■ "1—. LLtZ/tHZZz，7////////Z/ZZ////////////$R工，4图1 雷击塔顶时的雷电流分布由于一般杆塔不高、其接地电阻R较小，从接地点反射回来的电流波立即到i达塔顶，使入射电流加倍，因而注入线路的总电流即为雷电流i，而不是沿雷道波阻抗传播的入射电流土。2由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电流,将小于雷电流i，它们的比值P称为杆塔分流系数：P=^，总的雷电流：i=i+i。i tg杆塔分流系数P的值在0.86〜0.92的范围内，各种不同情况下的0值可由表2查得。查得。一般长度档距的线路杆塔分流系数万值线路额定电压/kV110220330500线路额定电压/kV110220330500避雷线根数12122210.900.860.92藏0.880.88规程法认为雷击塔顶时绝缘子串上的过电压包含四个分量：(1)杆塔电流it在横担以下的塔身电感La和杆塔冲击接地电阻R.上造成的压降使横担具有一定的对地点位"a。 " '-di,_di、

U=Ri+L扣=&(Ri+L)

aitadt1adt式中马为雷电流波前陡度，可取平均陡度，即d=-=—(kA/us)，其中dt dtT2.6-为雷电流幅值(心)，T］为波前时间仙)。式中横担以下的塔身电感La的值可由h表3查得的单位高度塔身电感七小乘以横担高度h求得即L=L-h=L乞，0(t) a a 0(t)atht其中Lt为杆塔总电感。代入上式可得：一一一Lh、

u=gi(r+—x—a)t表3 杆塔的电感和波阻抗参考值杆塔型式杆塔单位高度塔身电感L0(t)(四H/m)杆塔波阻抗Zt(Q)无拉线钢筋混凝土单杠0.84250有拉线钢筋混凝土单杠0.42125无拉线钢筋混凝土双杠0.42125铁塔0.50150门型铁塔0.42125(2)塔顶电压uo沿着避雷线传播而在导线上感应出来的电压"】，与上一分量u相似，杆塔电就it造成的塔顶电位为： “u=Ri+L七=g(Ri+Ld)top ittdtitdt式中Lt为杆塔总电感。应该指出，如果杆塔很高(例如大于40m)，就不宜再用一集中参数电感L来表示，而应采用分布参数杆塔波阻抗Zt来进行计算，其值可以在表3中查得。因塔顶电压波utop沿避雷线传播而在导线上感应出来的电压分量u1为：

u=ku=kgI(R+-^)1 top i2.6其中，k为考虑冲击电晕影响的耦合系数，可按下式得到

式中：k1为电晕校正系数其值见表4：k0为导、地线间的几何耦合系数。表4 耦合系数的电晕校正系数k1线路电压等级(kV)20〜3536〜110111〜330330以上双避雷线1.11.21.251.28单避雷线1.151.251.3— .Z 而k0可以根据公式k0=艺来计算导11线1与导线2之间的几何耦合系数。因Z“vZ”，所以k°V1，一般架空线路的k0值约处于0.2〜0.3的范围内。式中Z称为导线1的自波阻抗，Z称为导线21与导线1间的互波阻抗。对于架空输电线路来说可以根据以下公式计算自波、互波阻抗：a 2h adZ=—n=60In—1、Z=-^1=60ln-^21式中a11和a］分别为导线1的自电位系数和导线'2与导线1之间的互电位系数，而h,r,d,d的几何尺寸的定义见图11 21' 212。(3)雷击塔顶而在导线上产生的感应雷过图2两根平行导线及其镜像电压u：图2两根平行导线及其镜像Ih

u'= h(1——gk)》(c) 2.6ch0c式中：h为导线的平均对地高度，m；h为避雷线平均对地高度，m。(4)线路本身工频工作电压u2。综上所述，在四个电压分量中，U1与u同极性，u’与u异极性，而u2为工频交流电压，当发生雷击瞬间，它可能与u同极性，也可能与u异极性，取与u异极性的情况。而在一般计算中通常不计入极性不定的工频交流电压u2。“为了简化计算，可假定各电压分量的幅值均在同一时刻出现，那么作用在绝缘子串上的合成电压Uu的幅值为U=U—U+U'=I(1—k)0R+(ha—k)PLt+(1—hgk)lia1 i(c)「 ■ih2.6h0认为Uz等于线路绝缘子串的50%冲击闪络'电压U50%时，绝缘子串发生闪络，与这一临界1条件相对应的雷电流幅值I即线路雷击杆塔的耐雷水平I1

U

50%= U

50%1(1-k)°R+(ha-k)PLt+(1—1k)

ih2.6h0在三相导线中，距离避雷线最远的那一相导线的耦合系数最小，一般较容易发生闪络，所以应以此作为计算条件。求得反击耐雷水平I1后，即可通过表5得出大于I1的雷电