输电线路防雷技术课程课件

输电线路防雷技术雷击输电线路的方式大气过电压：直击雷过电压：①、②、

③感应雷过电压：④、②、①其中④只对35KV以下线路有危害大气过电压带来的后果：发生短路接地故障雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成停电事故衡量线路防雷性能的优劣：耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络的最大雷电流（kA）雷击跳闸率：每100km线路每年因雷击引起的跳闸次数输电线路的雷击事故在我国跳闸率比较高的地区的高压线路由雷击引起的次数约占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击事故率更高在日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的，雷击经常引起双回同时停电，20－30％的输电线路故障发生在双回输电线路美国、前苏联等十二个国家的电压为275－500kV总长为32700km输电线路连续三年的运行资料中指出，雷害事故占总事故的60％一、输电线路的感应过电压

1、雷击线路附近大地时静电感应电磁感应感应过电压-静电感应分量在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷云及先导通道与大地构成的电场之中。由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放过程也很快，所以形成的电压波u＝iZ幅值可能很高。这种过电压就是感应过电压的静电分量感应过电压-电磁感应分量在主放电过程中，伴随着雷电流冲击波，在放电通道周围空间出现甚强的脉冲磁场，其中一部分磁力线穿过导线－大地回路，产生感应电势，这种过电压为感应过电压的电磁分量感应过电压计算无避雷线时感应过电压为导线越高，感应过电压越高。一般Ug«500kV，在110kV线路上不引起闪络。避雷线对感应过电压的屏蔽作用2）避雷线接地时：实际上，避雷线与大地连接保持地电位，电位为0，可以假设为避雷线上再叠加了-Ugb的感应电压-Ugb在导线上耦合电压为-KUgb导线上的实际感应电压1）避雷线不接地时：即避雷线的屏蔽效应使导线上的感应电荷减少，感应电压降低了（1－K）倍2、雷击塔顶时的感应过电压（S<65m）雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷电流极性相反的电压，以静电感应分量为主无避雷线时:有避雷线时，导线上的感应过电压由于屏蔽效应，感应电压降低了（1－K）倍二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平

1、雷击杆塔塔顶：雷击塔顶时雷电流可通过下列途径的分流：避雷线杆塔闪络后相导线也可分流反击雷击塔顶的过电压分析波头部分塔顶电位最高塔顶电位杆塔的分流110kV:0.9(1S),0.86(2S)220kV:0.92(1S),0.88(2S)500kV:0.88(2S)2、雷击杆塔时导线的电位避雷线耦合到导线上的电位：u1=kutd(避雷线与塔顶电位相同)雷击塔顶时雷电先导在导线上的的感应电位：

U2=-αhd(1-k)

U2为负的理由：雷电先导在导线上产生感应过电压的极性（感应出正电荷）与流入杆塔中的电流极性相反导线电位绝缘子串的作用电压:

Uj=塔顶电位Utd

–导线电位Ud

=Utd

–KUtd+αhd(1-k)=(Utd+αhd)(1-K)=[βIL(Rch+Lgt/2.6)+ILhd

/2.6](1-K)=IL[β(Rch+Lgt/2.6)+

hd

/2.6](1-K)3、绝缘子串上作用的过电压4、线路绝缘子耐雷水平当作用在线路绝缘子上的电压Uj>绝缘子串冲击闪络电压Uj50%绝缘子将发生闪络，由于塔顶电位高于导线电位，闪络将从杆塔向导线发展，故称为反击。耐雷水平:雷击杆塔时绝缘子串上承受最大雷电冲击电压所对应的雷电流:反击耐雷水平与导线－地线间的耦合系数k，杆塔分流系数β，杆塔冲击接地电阻Rch，杆塔等值电感Lgt以及绝缘子串的50％放电电压Uj50％等因素有关还必须考虑工频电压的作用以及触发相位距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算通常以降低Rch，提高k为提高反击耐雷水平的主要手段提高耦合系数K的方法:1)将单避雷线改成双避雷线2)在导线下放增设架空地线(耦合地线),也起到分流作用反击耐雷水平35kV:20-30kA110kV:40-75kA220kV:75-110kA330kV:100-150kA500kV:125-175kA二、雷击避雷线档距中央避雷线雷击点A的电压：Z0Zb/2Aig彼得逊法则1、当雷电波头长度大于档距时Z0AZb/2避雷线雷击点A的电压：雷击点最高点电位出现在从杆塔反射回来的负电压波到达时刻:此时雷电流iL=αt=αL/Vb间隙S承受的最大电压:感应过电压与下列因素有关:①雷电波陡度;②档距长度;③耦合系数.S最短间隙距离从Us的50％击穿电压得到。我国降规程负反射故波尚未半返回雷降击点时膜，雷电口流已过胆峰值，A点最屿高电夕位由狮雷电使流峰抚值确退定一般碑罕见满雷击盖档距饰中央2、当图雷电忽波头郑长度授小于双档距剧时三、敌雷击驶导线王－绕努击时含的过洲电压绕击过陷电压：幅值邪为：设Z0≈Zd/2帜,取Zd=40渠0,则UA≈1阶00ILZ0Zd/2Aid彼得仿逊法痒则绕击绒耐雷剥水平绕击侵耐雷减水平绕击线霉路的耐炒雷水平艺很低500kV线路2韵7.4kA，争220左kV-臭12k斜A，1盘10k假V-7县kA11兴0k制V以上线武路要求伟全线架射避雷线绕击率塌：平原线俭路：山区线贷路：四、输趋电线路枣的雷击晕跳闸率建弧址率：当雷电溜流超过器线路耐幻玉雷水平供时,线路驾绝缘焰发生熊闪络,雷电流拜经闪络巾通道入映地,时间在灭几十微品秒,线路开颂关来不僻及动作.只有菌当沿些闪络益通道摄流过诉的工遵频短挪路电届流的役电弧简持续侵燃烧蓄时,线路倍才会咳跳闸坟停电.建弧率̶份冲击典闪络歇转为拴工频坏电弧售的概习率:与弧期道中贯的平受均电狭场强旅度有体关,与闪络嚷瞬间工泽频电压跨的瞬时茶值和游卖离条件葛有关绝缘仁子串燃的电辜压梯面度:100依km年的雷蓬击次数螺（40个雷电浙日）：N次中击银中塔顶逃引起线宴路跳闸饰次数g为击杆咱率,离P1为雷电育流幅值距超过雷忘击杆塔忠的耐雷巾水平的妈概率绕击驴导线诵的跳茎闸率Pa为绕击尤率,P劲2为雷电得流幅值堪超过绕染击耐雷蜘水平的墨概率线路赔跳闸盼率：五、毫输电寻线路佳的防汉雷保症护措匪施1、架猫设避逗雷线用（屏羡蔽作拼用）眼：引咳导雷嚷电向春避雷雹线放扑电，清通过但杆今塔和蜜接地狼装置困将雷英电流坦引入躲大地祸，从泡而使底被保汤护物耍体免秆遭雷睬击。防止自直接铁雷击冤导线分流减恢少经杆蕉塔入地共电流，危降低塔府顶电位降低感湖应过电晒压110kV以上应隔全线架傍设避雷大线保护角而：避雷幸线和外伏侧导线姑的连线遣与垂线稀之间的仆夹角，收保护角某越小，园对绕击横雷的保刻护效果践越好，哑110kV:保护母角2暑0～馒30层º，既50抓0kV负保拌护角航。受拴杆塔苹结构革的限习制。2、降低次杆塔接虑地电阻智（疏淤摩）土壤伙电阻旁率低跳的地杏区，逝应充敬分利县用铁务塔、枣钢筋疤混凝胃土杆俩的自塘然接纹地电漂阻土壤电悄阻率高卧的地区载，可采遍用多根其放射形础接地体逆或连续这伸长接粘地体以贪及垂直覆接地电赏极等措冷施3、加愿强绝缘恢（加高秒堤坝）对大辞跨越纸、高净杆塔荡，落嘱雷机欲会多谊等情赢况，逼可增具加绝面缘子袋片数4、双挖回输榴电线胳路采用用不泥平衡搞绝缘敲（放区水）一回普提通绝缘守，一回洲加强绝你缘，当肢雷击时需普通绝宅缘先闪历络，闪挪络后相寒当于地树线，增传加了对许加强绝稻缘线路蔑的耦合良作用，齿提高了拿耐雷水谅平，保运证正常抵供电。5、架设亲耦合地狸线：在降低适杆塔接朵地电阻攻有困难灾时，在股导线下坦方架设弃一条接谨地线。升它具有愧分流作窄用，又纱加强了章避雷线情对导线控的耦合系。运行兔经验表狮明，该音措施可赤降低雷荒击跳闸疲率50住％左右6、采用们消弧线垦圈接地结方式：适用鲜11秘0kV及以己下电穷压等谈级电骆网，爸可使驰大多责数雷倘击单袍相闪贺络接垄地故墨障被府消弧孝线圈浊消除妄，不塑至发杜展为谎持续桨工频宅电弧陈。我怖国的输运行铺经验季表明手，该抹措施帮可使骆雷击辞跳闸杨率降演低1扑/3须左右7、装设授自动重昌合闸装质置：我国突11变0kV及以径上线握路重描合闸归成功娱率达歼75叼～9抱5％8、安装挖线路避免雷器（火水涨船域高）：并联有连接枪在绝筒缘子条串上锡，当拼作用分电压旋超过兔避雷树器的搁放电佳电压敲时，待避雷爱器先底放电绩，避个免了英绝缘拘子串伯的闪身络良好眯的伏欣秒特劲性，枪实现楚合理居的绝浊缘配蝴合良好的促绝缘强累度自恢众复能力云，利于勿快速切鸣断工频洽续流，碍使电力助系统得剖以继续录运行硅橡胶遍护套氧城化锌线令路避雷坑器已取于得良好薄应用效百果日本总膜结77kV各种防翼雷措施收效果的盈统计结橡果：增加绝悬缘、架污设耦合瞒地线、积减少杆姓塔接地道电阻，贫可使雷熟击跳闸仍次数分集别降至遵62%亲、56拨%、4篮5%，砖安装氧吃化锌线段路避雷导器后可道消除雷雾击跳闸航事故安装线株路避雷击器的基本俭要求瞒：线路避半雷器的寺应用线路捕避雷定器的抹投资剖较大搁，难钓以普密遍采饿用建议优乎先安装连在下列樱条件杆孔塔：山区张线路短易击坑段、驳易击串点的合杆塔山区线屈路接地块电阻超鸡过10雄0Ω且发生樱过闪络车的杆塔水电站捐升压站揉出口线畅路接地调电阻大芳的杆塔骡大跨越遇高杆塔多雷区六双回线畜路易击烛段、易浇击点的贯一回线阁路上线路丹避雷隶器保约护绝扬缘子顾原理线路那避雷挺器的峰发展美国：错美国AEP和GE公司刃19顷80烟年开圈始研祝制线拒路防拉雷用令合成值绝缘Zn袜O避雷器许，19洗82年舍10月佛有75驴只在1衔38kV线路上油投入试礼运行。象运行表馋明在装筐有避雷肚器的被甚保护线求段没有卸出现绝氧缘子串锋的闪络逆。法国：雀199蜡8年开捎始在6鹿3kV和90kV线路安圈装避雷量器日本打：1铃98白1－扒19团83受年研废制出劈燕无间酷隙的裙77kV合成绝组缘避雷卡器。1喝986毅年5月未开始在皆雷电活素动特别辜严重地抛区的输拜电线路姻上安装哲。线路捕没有出慌现任何司事故，华而没有姿安装避垂雷器的侮线路则壶仍有故怠障出现姥。线路敞避雷帜器的弯发展日本：所198猪8年2究75kV