线路直击雷过电压及耐雷水平演示文稿

线路直击雷过电压及耐雷水平演示文稿本文档共14页；当前第1页；编辑于星期一\18点29分优选线路直击雷过电压及耐雷水平本文档共14页；当前第2页；编辑于星期一\18点29分设雷电流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；不同电压等级及避雷线数目的β也不同，见表7-2则塔顶电位为

本文档共14页；当前第3页；编辑于星期一\18点29分于是，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，与塔顶相连的避雷线也有相同的电位utop。负极性的雷电波沿杆塔及避雷线传播时，由于避雷线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。本文档共14页；当前第4页；编辑于星期一\18点29分作用在绝缘子串上的电压就等于横担处杆塔电位与导线电位之差，近似等于塔顶电位与导线电位差。绝缘子串上电压随着雷电流增大而增大，当绝缘子串上电压超过其50％冲击放电电压时，绝缘子串就发生逆闪络(反击)，可能造成线路跳闸。反击：本来是地（低）电位的物体，由于某种原因导致其电位（绝对值）突然升高，当其与周围导体的电压超过了该间隙的击穿电压或表面放电电压时，发生的击穿或闪络现象。本文档共14页；当前第5页；编辑于星期一\18点29分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。本文档共14页；当前第6页；编辑于星期一\18点29分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(%)59～4635～1414～67～23.8～1本文档共14页；当前第7页；编辑于星期一\18点29分2、雷击避雷线档距中央：根据模拟试验和实际运行经验，雷击避雷线档距中央的概率较小(10%)。由于半径较小的避雷线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避雷线对导线的反击问题。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，一般不会发生避雷线对导线的反击故障。3、直击或绕击：装设避雷线的线路，仍有雷绕过避雷线击于导线的可能本文档共14页；当前第8页；编辑于星期一\18点29分Ka与避雷线保护角α、杆塔高度h及线路通过地区的地形地貌有关。山区线路因地面附近电场受山坡地形影响，绕击率约为平原线路的3倍。发生绕击的概率称为绕击率Ka

虽然绕击率很小，但一旦发生绕击，产生的雷过电压很高，即使是绝缘水平很高的超高压线路也往往难免闪络。(1)雷击点电压幅值：研究表明，雷电流通道具有分布参数特征，其波阻抗用Z0表示。本文档共14页；当前第9页；编辑于星期一\18点29分从实际效果看，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本文档共14页；当前第10页；编辑于星期一\18点29分(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。本文档共14页；当前第11页；编辑于星期一\18点29分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、雷击跳闸率计算本文档共14页；当前第12页；编辑于星期一\18点29分雷击输电线路导致跳闸需要两个条件，一是雷电流超过线路的耐雷水平，导致绝缘子串发生冲击闪络；其二是冲击电弧转化为稳定的工频短路电弧，才会跳闸。建弧有一定的统计性，在线路冲击闪络的总次数中，可能转为稳定工频电弧的比例称为建弧率η：建弧率η取决于沿绝缘子串或空气间隙的平均工作电压梯度E，也与闪络瞬间工频电压瞬时值和去游离条件有关。1、建弧率本文档共14页；当前第13页；编辑于星期一\18点29分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·η