高电压工程 10T课件

第十章输电线路的防雷保护高电压工程基础

主讲教师：田翠华2架空输电线路分布面广，地处旷野，纵横交错，绵延数百公里，所以遭受雷击的机会很多。衡量输电线路防雷性能的重要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。（1）雷击输电线路时，线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值称为输电线路的“耐雷水平”，以kA为单位。（2）输电线路的雷击跳闸率是指标准雷暴日数为40时，每年每100km长的线路因雷击引起的跳闸次数，单位为次/100km·年。输电线路上出现的雷电过电压主要有两雷击线路附近地面或线路杆塔时，由于电磁感应在导线上引起的过电压，称为感应雷过电压；雷直接击于线路引起的过电压，称为直击雷过电压。310.1输电线路的感应雷过电压当雷击于线路附近大地或线路杆塔时，由于雷电通道周围空间电磁场的急剧变化，会在输电线路上感应产生过电压。该过电压由静电分量和电磁分量两部分构成。

感应过电压的形成（a）

雷电先导阶段

（b）雷电主放电阶段4静电分量:雷击地面主放电开始后，先导通道中的负电荷被迅速中和，导线上的束缚电荷转变成自由电荷，沿导线向两侧运动形成过电压。这种由于先导通道中电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压，称为感应过电压的静电分量。电磁分量:主放电通道中的雷电流在通道周围空间产生了强大的磁场，该磁场交链导线与大地的回路，也将使导线上感应出电压。这种由于主放电通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压，称为感应过电压的电磁分量。5感应过电压Ui与雷电流幅值I成正比；与导线悬挂的平均高度hd成正比，与雷击点距导线的距离S成反比。雷击线路附近地面（S>65m）雷击无避雷线线路

雷击有避雷线线路6感应雷过电压幅值一般不超过300~400kV。110kV及以上线路，由于线路的绝缘水平较高，一般不会引起闪络。对35kV以下线路绝缘有威胁。感应过电压在三相导线中同时存在，相间电位差很小，不会引起架空线路的相间绝缘闪络，而只能引起对地闪络，如果两相或三相同时对地闪络，则形成相间短路。7当导线上方架设有避雷线，发生雷击导线附近大地时，由于避雷线的屏蔽作用，导线上的感应电荷会减少，从而导线上的感应过电压将会下降。8雷击线路杆塔时，导线上的感应雷过电压（S<65m)一般杆塔高度小于40m以下的线路，在无避雷线时，α=I/2.6有避雷线时，910.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平雷直击于有避雷线的线路有三种情况：①雷击杆塔塔顶及其附近避雷线；②雷绕击于导线；③雷击档距中央的避雷线。10一、雷击杆塔塔顶时的耐雷水平

经杆塔入地的电流it与雷击杆塔的总雷电流i的比值称为分流系数，

β=11杆塔塔顶电位2.导线电位Ud耦合分量(k一般0.2~0.25)感应分量所以:13导线电位由于避雷线与导线之间的耦合作用，在导线上将产生耦合电位kUtop，该电位分量与雷电流极性相同。在发生雷击杆塔主放电时，导线上还存在感应电位αhc（1－k），该电位分量与雷电流极性相反。横担处的对地电位幅值Ua为式中La为横担以下塔身的电感。La=L0·ha=Lt·（ha/ht），L0为单位高度塔身的电感。14线路绝缘子串上的电位差雷击杆塔时的耐雷水平I1为

当忽略避雷线与横担高度的差别，即ht≈ha、且hg≈hc时，例:110kV线路，取k=0.2，＝0.9，Lt=16H，hd=10m，U50％＝700kV,Ri=10(Ω)16二、

雷绕击导线时的耐雷水平流经雷击点的电流为雷击点的电位为Zc=400Ω

Ud=100I雷绕击输电线路的耐雷水平I2为173、雷击避雷线档距中央雷击点电位我国规程规定，档距中央避雷线与导线间的空气间隙距离SS≥0.012l+1（m）

l为档距长度实际输电线路的避雷线和导线间的空气间隙按上式的要求设计，故雷击档距中央避雷线时不会发生冲击闪络。184、输电线路雷击跳闸率输电线路雷击跳闸共经过四个过程：雷击线路；线路绝缘发生冲击闪络；在冲击闪络的弧道上建立稳定的工频电弧；继电保护动作跳闸。雷暴日为40地区，100km线路年落雷次数为N雷击杆塔次数雷绕击杆塔次数雷击杆塔时引起闪络次数雷绕击杆塔引起闪络次数19冲击电弧转化为稳定的工频电弧的概率，称为建弧率η。建弧率与工频弧道中的平均电场强度E有关，对中性点有效接地系统

对中性点非有效接地系统20雷击杆塔时引起跳闸次数雷绕击导线引起跳闸次数有避雷线的输电线路雷击跳闸率n为四输电线路雷击跳闸率

雷击塔顶次数2310.3输电线路的防雷措施架设避雷线降低杆塔接地电阻架设耦合地线采用中性点非有效接地方式加强线路绝缘