线路直击雷过电压及耐雷水平课件

项目二输电线路的直击雷过电压防护

一、直击雷过电压分类：雷击杆顶、雷击BLX档距中央、直击或绕击导线1、雷击杆顶：大部分雷电流经杆塔入地，小部分经BLX入地。设雷电流i为斜角波头，波头T1，幅值I，陡度a，流过杆塔的电流为（β为分流系数）(1)塔顶电位：Lt为杆塔等值电感，雷电流波前陡度di/dt=I/T1，塔顶电位幅值为：注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1；不同电压等级及BLX数目的β也不同，见表7-2则塔顶电位为

于是，导线电位就等于避雷线电位产生的耦合电压与雷电流引起的感应过电压之和：(2)导线电位和绝缘子串上的电压：雷击塔顶时，与塔顶相连的BLX也有相同的电位utop。负极性的雷电波沿杆塔及BLX传播时，由于BLX与导线之间的电磁耦合作用，在导线上将产生耦合电压kutop，其极性与雷电流极性相同。另一方面，由塔顶向雷云发展的正极性雷电波，引起空间电磁场的迅速变化，又使导线上出现与雷电流极性相反的正的感应过电压。绝缘子串上电压幅值为：(3)耐雷水平：令，即可求得雷击塔顶反击时的耐雷水平I1，即影响I1的因素：杆塔分流系数β，杆塔等值电感Lt，杆塔冲击接地电阻Ri，耦合系数k和绝缘子串的U50%冲击放电电压。提高雷击塔顶时耐雷水平的措施：（1）一般高度杆塔（小于40m），冲击接地电阻上压降是塔顶电位的主要成分，因此降低接地电阻可以有效地减小塔顶电位和提高耐雷水平；（2）增大耦合系数k；（3）加强线路绝缘（提高U50%）。为了减少反击，必须提高线路的耐雷水平。标准中规定，雷击塔顶时应有的耐雷水平I1为：有避雷线时线路应有的耐雷水平额定电压(kV)35110220330500耐雷水平I1(kA)20～3040～7575～110100～150125～175雷电流超过I1的概率(%)59～4635～1414～67～23.8～12、雷击BLX档距中央：根据模拟试验和实际运行经验，雷击BLX档距中央的概率较小(10%)。由于半径较小的BLX的强烈电晕衰减作用，使过电压波传播到杆塔时，已不足以使绝缘子串闪络，通常只需要考虑雷击BLX对导线的反击问题。标准规定，只要按经验公式S＝0.012l+1确定档距中央导、地线间的空气间距S，一般不会发生BLX对导线的反击故障。3、直击或绕击：装设BLX的线路，仍有雷绕过BLX击于导线的可能从实际效果看，雷击线路过程可看作是一数值为雷电流之半(i/2)的电流波沿一波阻抗为Z0的通道向被击线路传播的过程，于是可得到其彼得逊等值电路雷击点电压幅值为：——近似计算中假设Z0≈Zc/2，Zc线路波阻抗，取400Ω。此即国标中用来估算绕击时过电压的近似公式(2)绕击时的耐雷水平：令，可得绕击时的耐雷水平I2：例如：采用13片XP-70型绝缘子的220kV线路绝缘子串的U50%≈1200kV，可求得其I2＝12kA，大于I2的雷电流出现概率P1≈73.1%。同理110、500kV线路绕击时耐雷水平分别只有7、27.4kA，雷电流幅值超过7、27.4kA的概率分别为83.3%、48.8%！可见，绕（直）击时线路的耐雷水平很低！因此对110kV及以上中性点直接接地系统的输电线路，一般都要求沿全线架设避雷线，以防止线路频繁发生雷击闪络跳闸事故。4.4雷击跳闸率及防雷措施一、引起跳闸的过电压类型击杆顶——反击(1)击避雷线档距中央——(2)直击——绕击(3)感应雷过电压——(4)显然，对110KV及以上线路，只需考虑(1)、(3)两种情况下过电压产生的跳闸率。二、雷击跳闸率计算n1=N·g·P1·η其中g为击杆率，P1为雷电流幅值超过雷击杆顶耐雷水平I1的概率；Pa为绕击率，P2为雷电流幅值超过绕击耐雷水平I2的概率。n2=N·Pa·P2·η2、雷击跳闸率的计算线路总的雷击跳闸率n为雷击杆塔跳闸率n1和绕击跳闸率n2之和，即n=n1+n2经验公式：影响因素：P1（I1）——耐雷水平降低雷击跳闸率的措施：↑I、加强绝缘法↓E架空输电线路典型杆塔的雷击跳闸率电压等级/kV110220500平原跳闸率/(次/百公里·年）0.830.250.081山区跳闸率/(次/百公里·年）1.18－2.010.43－0.950.17－0.42三、输电线路防雷措施自学总结自