高电压技术课件

一学科地3一学科地3二本课程性质和内二本课程性质和内4可以方便地转化为可以方便地转化为其他形式的能量输送和分配易于实应用规模灵56677899高压电网高压电网华北电网的电压系列是高压高压高压电网高压电网高压电高压电网2004年底国家电网公司启动特高压输电项±800千伏特高压直流示范工程全线投入运高压电网高压电网高压电网高压电网特高压电网特高压电网运行（单级运行）。而交流输电的单相运行（高电压试验高电压试验如何产生高如何对电气设备进行高压试验如何测量高过电压保护过电压保护电磁环境问电磁环境问静电技术静电技术及液电效应及液电效应及线爆技术及线爆技术及脉冲功率技术及脉冲功率技术及高压电气绝高压高压电气绝高压电气试电力系统过电压及其三参考三参考IEEETrans.onPowerSystemIEEETrans.IEEETrans.onPowerSystemIEEETrans.onPowerDeliveryIEEETrans.onDielectricsandElectrical小结高电压技术是一门小结高电压技术是一门重要的专业基础高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现高电压试验在高电压工程中起着重要的作第一电介质的电气强电介质(dielectric)：第一电介质的电气强电介质(dielectric)：因此导电性能差。1丧失绝缘性能，形成导电通道。丧失绝缘性能，形成导电通道。放电(discharge)：气体绝缘的击穿过电晕(coronadischarge)：由于电场不均匀，在电极附近发生的2344基本概念回基本概念回Ui(V5施加能量6施加能量6xxxP(x)71r2epN∵r21r2epN∵r2∴8§1.1一带电粒子的产生(电离过程§1.1一带电粒子的产生(电离过程9⑵xi ≥Wx≥i⑵xi ≥Wx≥i≥≥Ｔ温度超过10000K时（如电弧放电）Ｔ温度超过10000K时（如电弧放电）离，在温度达到20000K左右，几乎全部空气分子都生⑴生⑴⑵⑶⑷气体中的放电现象和电子崩的EIA自持放电SVc非自持放电baU0气体中的放电现象和电子崩的EIA自持放电SVc非自持放电baU0UUab设：初始电子数为到达处，电子数增加到nn1an个电子在dx的距离中又dn个新电子，则有：dnxxdn设：初始电子数为到达处，电子数增加到nn1an个电子在dx的距离中又dn个新电子，则有：dnxxdn0neaxa定义：一个电子沿着电场方向行经a定义：一个电子沿着电场方向行经nannnanna1一个初始电子走过x距离后，由本身碰撞电离产生的电子数是axax10一个初始电子走过x距离后，由本身碰撞电离产生的电子数是axax10增加到ea则2.2104eaxa（Wi xa（Wi x≥P(x)i11ex//a∴ ie11ex//a∴ ie∝epBp/a∴①电场强度E增大急剧增很大，（即e很小）p②a非自持非自持自持过程过程e1物理义e∵e1物理义e∵∴自持放电条件可写e不均匀电场中，各处的a值不同，自持放电条件为da1(0起始（起始电压起始（起始电压均匀电场中：起始场起始电压击穿场击穿电不均匀电场中：起始电击穿电Townsend放电理论总结（a过程Townsend放电理论总结（a过程（均匀电场中的击穿电压及其影均匀电场中的击穿电压及其影响含adlnaApeBpE0U0dlnApdeBpd/U∴U0lnlnApdeBpd/U∴U0lnlnUb U0f(pd)U与空气中击穿电的关巴申Ub(kV)50.10.3132pdU与空气中击穿电的关巴申Ub(kV)50.10.3132pd333Pac)讨论：为什么Ub考虑到温度的变化，Paschen定律更普f(考虑到温度的变化，Paschen定律更普f(dUb ts=293k)密度之比2.9pTT气体放电的流注理气体放电的流注理Pd>>26.66kPacm（200mmHgcm）一Ex0d一Ex0d二初空间光电二次电二初空间光电二次电子汇入初流e10e10adad或或1.汤逊理论适用1.汤逊理论适用于低气压、短气隙的情况（pd<26.66kPacm2.流注理论适用于高气压、长气隙的情况（pd>>26.66kPacm不均匀电场中气隙的放电1.不均匀电场中气隙的放电1.fff—稍不均匀—极不均匀2.2.3.3.平行导线相距为D半径为r，D>>r，线间电压为EU2r平行导线相距为D半径为r，D>>r，线间电压为EU2rlnD/Ec30m(10.3r)kV/cm↑ｒ,→Ｅ↑ｒ,EccrE4Ubd04Ubd0正Ex正Ex负Ex负Ex各种电压作用下气隙的各种电压作用下气隙的击穿Ub24.55dUb24.55d/（kV）24.55EbdUb－击穿电压峰值Ebdd＝1～10cm正棒－负板，Eb正棒－负板，Eb≈7.5(kV/cm)20负棒－正板，Eb正棒－负板，Eb≈负棒－正板，Eb10(kV/cm)（约2d＜１ｍ时，Ｕb2d＜１ｍ时，Ｕb接近与d棒－棒，Ｕb棒－板，Ｕbd＞２ｍ时，Ｕb与d的关系趋向饱和，棒－板尤各种气隙的工频Ｕb分散性不大，标准偏差σ＝２％3.1uUt3.1uUt0ttbt1tst3.23.2↓为√２，偏差不超过５％T250T250u/Um1.2/10t250/u/Um10t250/u/Um10t3.3气隙的冲击击穿特性U50变化，导致间隙击穿概率为５０％时的电压称为3.3气隙的冲击击穿特性U50变化，导致间隙击穿概率为５０％时的电压称为U50UU（2）Ub＝ｆ(tb（2）Ub＝ｆ(tb3210在每级电压U作用下的多次击穿中，放电时在每级电压U作用下的多次击穿中，放电时t2的概率为50％——50%概率放电时间对应50U32——5010ttt132210~210~AABAPBB132图1AAABAPBB132图1A3.43.53.43.5标准大气条件：压力标准大气条件：压力UU0一2.9pTTUK一2.9pTTUKdU0273tp0273p0二K二Khk与绝对湿度和电压类型有关，三U三UKaU11.1H104Ka一1.一1.2.3.Ex3.Ex二.1.2.Ub(kV)50.10.3123pd二.1.2.Ub(kV)50.10.3123pd333Pac)SF6SF6CCL2F2()CCL4原因 ａ．分子量大，分子直径大，不易撞击游SF6应用最广GIS：GasInsulatedSF6SF6SF6电器的缺点SF6电器的缺点尽管SF6的绝缘水平比空气高许多，但个产品的抗冲击电压、特别是抗雷脉冲的绝缘能力很差对密封件的材料和工艺要求很高沈高平高GW27-ZF27-800型沈高平高GW27-ZF27-800型平高LW55-800/Y5000-50LW24-GW7-LW24-GW7-LVQBT-SF6电流互本章总本章总作业1.气体作业1.气体什么？它们各自适用于哪些范2.什么3.要提第三液体和固体第三液体和固体介质的电气性1导电性能介电性能2导电性能介电性能23一.一.电介质的极化(dielectric4UQ0QQ0QrelativedielectricQCrQC005UQ0QQ0QrelativedielectricQCrQC0052）是有限位移而不是电荷流通2）是有限位移而不是电荷流通r则各不相同，r与温度、电源频率有接近1，液体、固体62.EE72.EE7EE 8EE温度过高或过低，r都会减小9EE温度过高或过低，r都会减小93.3.（１）不同应用场合，对εr成反比，要注意各种材料的εr值的配合；二电介质的电导(electrical二电介质的电导(electrical1/绝缘材料的电阻率AeB/AeB/温度↑ａ．ｂ．三.电介质的损耗(dielectric1.三.电介质的损耗(dielectric1.2.iii123u2.iii123uii1|ii1|流i流流i0t(s)4.介质损耗角正切I2I4.介质损耗角正切I2IIIIUIIRIIIRpIC~IIRIIIRpIC~IpICUUIRRpIC PUIRUIUIRRpIC PUIRUICtgU∴U/1CpIRtgIIUU~UIIUU~UtgUrI/CsUCsUUPItgUrI/CsUCsUUPI∴1Zr)2sCsU22CU 1(Csrs1tg tg1tg tgpRCpStgCp Csrs∴∵电介质的介质损耗可统一表示PU小结小结E<E0时tgδ很小E>EE<E0时tgδ很小E>E0时，气体介质发生电离tgδ0E0000液体电介质的击液体电介质的击一二EE工程用变压器油中含有水分和纤维等杂质，由于它们的r很工程用变压器油中含有水分和纤维等杂质，由于它们的r很大1.如果杂质小桥尚未接通电极，则纤维等杂质与油串联，由于纤维的r大以及含水分纤维的电导大，使其端部油中电场强5.5.22．采用“油－屏障”绝缘固体电介质的击固体电介质的击ⅠⅡⅢ110-10-ⅠⅡⅢ110-10-二二•放电过程•放电过程产生活性气体O3、NO、NO2等对介质产生氧化•••三1.2.3.4.三1.2.3.4.5.四1.四1.3.五五组合绝缘的电气组合绝缘的电气强一二油－屏障”二油－屏障”3.3.三四1U1E12E2UE1d1 E//四1U1E12E2UE1d1 E//d11111U222212E2 E//d)2121122d 2、2、2、2、21,E2则21,E2则22E rlnU ERrln0r0UER0＝E rlnU ERrln0r0UER0＝lnERrR0r2UrrrrR022UE1Rr121ln rlnr12U12r2rREr2UrrrrR022UE1Rr121ln rlnr12U12r2rRE2Rr1E2r2ln1E2rR0设绝缘层的相对介电常设绝缘层的相对介电常数为1d1=d-r；d2=r；E=E2=1U/(1d2+2d1)=1U/[（1-1）r增加的倍数：(E2–E)/E=d1/[(1-1)r+d1；如1=3，(E2–E)/E=2(d-r)/(2r+d)设d10r,(E2–E)/E=30kV/cm；一般绝缘材料的Eb已知空气的使用20%电场载荷时（20kV/cm）,气泡中E2=50kV/cmSF6气体的强电负二二50％冲击放电电压一极化的概念、基本形式和特点，介电常数一极化的概念、基本形式和特点，介电常数二三.固体电介质的击穿第二电气设备绝缘试第二电气设备绝缘试1223第四绝缘预防一iU1R1UUC2U24 2第四绝缘预防一iU1R1UUC2U24 2t:CU2 12CUR CC11U12Ct2RU R112RU R2t:CU2 12CUR CC11U12Ct2RU R112RU R21252UU tUu121RCR1C1212UU tUu121RCR1C121212 tuU212RCR2121212R(CC R12126流过双层介质的电流iiii或RCu流过双层介质的电流iiii或RCuC1 itU(RCRCU eR1(C1C2)2(1R2)12Ig7UI gR12U(RCRCUI gR12U(RCRCia e(C12)2(1R1R2,Ig迅速增8iiI0t(siiI0t(s)92.绝缘电阻：2.绝缘电阻：U/I60K1RU/U/I60K1RU/IR10K(2)兆欧表（摇表兆欧表（摇表兆欧表（摇表 Rf)f2xf()1xIR120ELIALGI2 兆欧表（摇表 Rf)f2xf()1xIR120ELIALGI2 I 1ＭＭ2＝Ｉ2Ｆ2(α)，Ｍ1＝Ｉ1Ｆ1(α)Ｍ1→即：α＝ｆ(Ｉ1/Ｉ2)又Ｉ2＝Ｕ/(α＝ｆ[(Ｒ2＋Ｒx)/→电缆壳、芯之间的绝缘层相连接.4.泄漏电流测4.泄漏电流测35kV以下设备110kV及以上设备4321Ut/4321Ut/U(kV泄漏电流实验接线bRVT V~CSaa接线：测量准确，μAb接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量泄漏电流实验接线bRVT V~CSaa接线：测量准确，μAb接线：试品一端接地，测量系统在高压侧。为防止测量tg的测tg的测2.CI1IR2xCxUPBAD2.CI1IR2xCxUPBADUABUU电桥平衡或UCBUUBDCCUUxUPUABUU电桥平衡或UCBUUBDCCUUxUPBAC4ZDZ34Z1Z4Z21Z∵11xRx1Z2NZ2 11Z∵11xRx1Z2NZ2 1Z414R4CR(1RCx222344R(1RC222RxCR(1RCx222344R(1RC222Rx344RC2244N1tgR∴R44xx10000取R∵410000取R∵4CC(F 44tg值为读数方便,西林电桥面板上C4的F试品的tg值3.CCxUPBAD3.CCxUPBADC线，适用于现场试验RxCxUP C线，适用于现场试验RxCxUP D4tg4tgtgU（一般5.分析为什么对电容量大的试品,tg不能有效发现绝缘215.分析为什么对电容量大的试品,tg不能有效发现绝缘211C1U良好部分绝缘的损耗局部集中缺陷部分的损耗P2C2U2tg1C1U良好部分绝缘的损耗局部集中缺陷部分的损耗P2C2U2tgP1CUtgC112CC因为局部集中缺陷部分很小，它的等值电容C2CC1C2tg12CCC1C2tgCC1C2tg12C如果被试品的体积小，C小，tgtg三局部放电及其测量（Partial1.三局部放电及其测量（Partial1.气Z~UmCaCaCbΙⅡΙⅡCaCbg gCmbg气Z~UmCaCaCbΙⅡΙⅡCaCbg gCmbguiug形成0tUrugi0ttuiug形成0tUrugi0ttq)(U)rgsrCabQCa q)(U)rgsrCabQCa Urqr (CgCb放电时CaCU)asrabqQCa qQCa Cb)Ua Cb(UsUrqCaUaqr gQCg CbqbC令ggCabigCgC令ggCabigCg12UruW uidtU22sCgggggrUsQqrCg(UsUrU)＝1qW1qQqrCg(UsUrU)＝1qW1q(U)rsrsr22Cb瞬时值为Ui，则有 Us bCgW1q (U)sr2Us1若Ur 则W2i3.3.(一显示色谱分析法（DGADissolvedGas色谱分析法（DGADissolvedGas的和美国AVO公司变压美国AVO公司变压器油中溶解气体色谱分析(二(二a)b)c)CxCkZma)b)c)CxCkZm产生的高频脉冲信号；APD2501局放测试仪PD2501局放测试仪超高频配置（300MHz-2GHz）Scope模Scope模示放电脉冲，脉冲长度与振幅成比例。Meter*第一个柱型图显示RMS（有效值）3Time模式：第五绝缘的高电压第五绝缘的高电压试1.I2fCU101.I2fCU103(P2fCU2103CUf试验变压器串级装试验变压器串级装EIIIU3UCDUIUUABI~EIIIU3UCDUIUUABI~U串级装置的容量利用U串级装置的容量利用U4IU2IT3的容U3I3U2I2U4I2U2I223T2的容U1I1U2I2U3I3U2I22U2I3U2I233T1的容量为：装置容量利用系数W333装置容量利用系数W33331P263n级装置2n1工频高压试验的基本TAR2L2fV~FC工频高压试验的基本TAR2L2fV~FCx LUUUx LUUUUUUUUxCIU解决试验设备容量不足的iiRLRLCx解决试验设备容量不足的iiRLRLCx1LUPR1Q RU11LUPR1Q RU1QC UCQCQ工频高电压的测工频高电压的测静电电压表工作原6352f∝UU1静电电压表工作原6352f∝UU1f8471－可动电2－固定电4－灯泡5、6－反光7－标尺8－曲杆Ou1Z1ZNZNC1u1Z1ZNZNC1ZR1N二.直流高压直流高压二.直流高压直流高压试验的场3.TVR~C-Um312TC-1~ 3.TVR~C-Um312TC-1~ rnrn直流高电压的测直流高电压的测三冲击高电压试三冲击高电压试—波尾时间—波前时间单级冲击电—波尾时间—波前时间单级冲击电压发生tu1et/u(t)A(et)Aet/Aet/otAet2etu(t)A(1et/)uSA(1eetu(t)A(1et/)uSA(1et)2uCC12otet/u(t)AetuAet/Aet/u(t)AetuAet/AuotSSuuSRCu221 SuuSRCu221 SR1,C1CR2C2R1,C2—1SR1CC21SR1,C1CR2C2R1,C2—1SR1CC21开关合闸后，C1和C2上的电压最大值可达UU0C12UC1USRC1R开关合闸后，C1和C2上的电压最大值可达UU0C12UC1USRC1R11CuC2221VF9RRR4268TF F3 UCCCC3571RRRVF9RRR4268TF F3 UCCCC3571RRRVRRRTCCCUCRRR点2、4、6、8对地电位均为－UC，而点1、3、5、7均为地电位VRRRTCCCUCRRR点2、4、6、8对地电位均为－UC，而点1、3、5、7均为地电位---FRRR4268TFFCCCC-5-3-71RRRC---FRRR4268TFFCCCC-5-3-71RRRCF94268FFUCCC357RF94268FFUCCC357R把阻尼电阻R11分散到各级中去，阻尼各种杂散参数构③C1nU0nUCUU0SUCuC221C1nU0nUCUU0SUCuC221600kV冲击电压发生600kV冲击电压发生3.UmCB 0t2F′0t13.UmCB 0t2F′0t1uCCtu(t)Um(1 )则uCCtu(t)Um(1 )则21C12T1的定义/(1et00T1的定义/(1et00)2mm/(1e)mm//eet0.70.122 ln2∵△ABD与△0‘CF1Um 0.9Um∵△ABD与△0‘CF1Um 0.9Um0.3Umt1ln732C1uCC21u(t)et/RC)则Um1212mT2//TuCC21u(t)et/RC)则Um1212mT2//TUme2T21ln20.7R2(C1C2T3RR21 TT3RR21 T0.7（CC)0.7R2212 幅值：增加n，可增大U2m；调整各级C1C2T1,T2C1T1,T2C1,C2,R11,R12,一般取C1(5~10)C2，在保证不出现寄生R114.4.ZZZZ2.12ZR23Ru2R22lRu21Z(RR)R12 2.12ZR23Ru2R22lRu21Z(RR)R12 Z(R1R2)N3.1ZR412u3uu322lC42 2u432u1C1N3.1ZR412u3uu322lC42 2u432u1C1NZ采样Z采样四绝缘状态的综合判“三四绝缘状态的综合判“三比较法与同类型设备比三相之间比与历史数据比试验大厅3大主设试验大厅3大主设备的参数分别冲击电压发试验大厅净空尺寸为7500KV的特冲7500KV的特冲击户空气间放电试环境气候实环境气候实特高压长绝缘子闪络特高压直流冲击户外试验场、特高压直流试验线段、特高压直流试验大厅、特高压直流污秽及环境试验室、特高压直流电磁特高压直流冲击户外试验场、特高压直流试验线段、特高压直流试验大厅、特高压直流污秽及环境试验室、特高压直流电磁1000kV1000kV拔最高的高压试验研究基地,其整体试验研究是中国唯是中国唯一从事特高压杆塔真型试它可满足交流1000kV同塔双回±1000kV直流单回和±800kV同塔江苏盛华电气江苏盛华电气有限2.3.2.3.4.(1)波形(3)每次放电的能量为0.5×104W•s;(4)高压脉冲电容的额定电压200kVChapterChapter171.65471.654321233二.雷电参二.雷电参地面落雷密度():每平方公里地面在一个雷暴2.Z04I2II2I0IlgPIlgP5T1、波长T2T1:1T1、波长T2T1:1~4T2:20~1002.6/I波前的平均陡(kA/65.iI(ete5.iI(etet(1).0iI0t7iIiiiIii(t≤T1I(t>T10t8iI0tiiI0tiI(1cost)29§7.2一§7.2一避雷针和避雷线(lightning-conductor,lightning-1保护原理：23适用范3适用范4.单支避雷针的保护范hhxh304.单支避雷针的保护范hhxh30m:最大的保护半径即为地面上的保护半径(1.5h)最大的保护半径即为地面上的保护半径(1.5h)rxrx(hhx)rxrx(hhx)rx(1.5h2hxph—避雷针高度，mh/≥h/＜p—高度修正phph5.等高双避雷针的保护范12hDrxhx5.等高双避雷针的保护范12hDrxhx水平面Dhh07Dhh07bx1.5(h0hxh02bxhx的水平面上，保护范围的最小宽度一般情况下取D5h6.单根避雷线的保护范hrhxxhhh6.单根避雷线的保护范hrhxxhhh30m:rx0.47(hrx0.47(hhx)rx(h1.53hx)h/≥h/＜DhDh二.避雷器(lightningFT二.避雷器(lightningFTu21Pu21P3t0u过电压u过电压保护间隙的伏秒特1－主间隙2绝缘上受到的实际电压波t03－绝缘瓷1－产气管；21－产气管；2－棒电3－环电4－导线－灭弧间隙S2（二阀式避雷普通阀式避雷器磁吹阀式避雷器（二阀式避雷普通阀式避雷器磁吹阀式避雷器FS：配电型，适用10kV及以下配电网中电气设备的FZ：变电所型，适用220kV及以下变电所电气设备的保FCZ：变电所型，适用330～500kV变电所电气设备的保FCD：旋转电机型，适用旋转电机的（二阀式避雷（二阀式避雷1.ZFTRiR—工作电阻（阀片1.ZFTRiR—工作电阻（阀片2.在系统正常工2.在系统正常工作时，间隙将阀片与工作导线隔开，以免由于工作电阀片中产生的电流使阀片长期受热而烧坏当系统中出现过电压且其幅值超过间隙放电电压时，间隙击穿，冲击电流通过阀片流入大地，由于阀片的非线性特性，其电阻在流经冲击电流时变得很小，故在阀片上产生的压降（即残压）得到限制，使其低于被当过电压消失后，间隙中的电弧并不随之熄灭，由工频电压产生的电弧流（工频续流）仍将继续存在，工频续流比冲击电流小得多，故阀片电阻变大，进一步限制了工频续流的数值，使间隙能在工频续流第一次经过零点时就将电弧熄灭。以后，间隙的绝缘能够耐受电网恢复电压的作避雷器从间隙击穿到工频续流切断不超过半个周期，而且工频续流数大，因此继电保护来不及反应，系统就已经恢复正常了3.:Ub(i)3.:Ub(i):对额定电压为220kV及以下的对330kV及以上的超高压避雷器，除了雷电冲击放电电=工频放电电压灭弧电UR：指波形为8UR：指波形为8及以下的避雷器冲击电流幅值为5kA，330kV及以上的避雷器应幅值为10kA保护水平Up(l)：它表示避雷器上可能出现的最大冲击电保护水平Up(l)：它表示避雷器上可能出现的最大冲击电Up(lmax[UR,Ub(l),U残灭弧电/=4.单个平板4.单个平板火花间隙：1－黄铜电极2－云母垫圈；3－间隙放电普通阀式避雷器的火花间隙由多个这种间隙串联而3－外电4－电灭弧栅型磁吹间隙：主要用于FCZ系列1－磁吹线2－辅助间3－主间4－主电5－灭弧6－分路电7－阀片电阀片：SiC阀片和MOA阀阀片的非线性伏安特性：uu特点：流过小电流时（如工频续流u1阀片：SiC阀片和MOA阀阀片的非线性伏安特性：uu特点：流过小电流时（如工频续流u1/;流过大电流电阻大u2/（如雷电流），电阻小0ii12＝1线性0.2阀片电u理想情况，残压与电流的大小无0iU10~I100~400U10~I100~400（三）金属氧化物避雷器（metaloxidesurge（三）金属氧化物避雷器（metaloxidesurge(1).▼起始动作电压U1mA:大致位于MOV1mA电流时▼起始动作电压U1mA:大致位于MOV1mA电流时的电压作为起始动作电▼荷电率（AppliedVoltageRatio）AVR荷电率是影响MOAAVR越高，保护性能较好，但老化快，寿命降低；AVR▼保护比:是标称放电电流下的残压UR(I)与参考电压之比PR反映了避雷器保护水平的高低，显然PR越小越好(2).(2).接地概念及分接地概念及分(0.5~(1(0.5~(1~(3).防雷接地：用来将雷电流顺利泄入大地，以减小它引(1~(4).静电接地：防止由静电引起的爆炸、火灾，如贮油罐接地电阻，接触电压和跨步接地电阻，接触电压和跨步设土壤电阻率为,大地内的电流密度为在靠近接地极处，电流密度EUt—接触UsUt—接触Us—跨步为接地电阻为接地电阻当人在分布电位区域内跨开一步，两脚间（水平距离的电位差，称为跨步电位差，即跨步电压UeRUeIeIUeRUeIeIi土壤电导i土壤电导大E大I体有效尺寸Rie降低变电降低变电站接地电阻在原地网增加深井数量，埋设接地本章总本章总Chapter7.电力系Chapter7.电力系统防雷保§7.1耐雷水§7.1耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生雷击跳闸率：在雷暴日d=40的情况下，100kmxxxxdU25dU25iddUiI—d——感应过电压系数，kV/m，在数值上等于I/例：分别校验雷击塔顶时引起的感应雷击过电压对35kV110kV线路绝缘的危险例：分别校验雷击塔顶时引起的感应雷击过电压对35kV110kV线路绝缘的危险性hc10m,I，则感应过电压Uh10010385kV35kVic12.5mI100kA，则感应过电压2.110kVUh10012.5480kV110kV线路绝ic结论：感应雷击过电压可能引起35kV及以下线路的绝缘对110kV及以上的线路绝缘不会构成威胁补充内容：相邻导线间的感应u1,12补充内容：相邻导线间的感应u1,12u2k0—导线1与导线2之间u2k0—导线1与导线2之间1.u2u1u2u2u1u2于；Ui(gi(c)hcUi(g为叠加了一个Ui(gi(c)hcUi(g为叠加了一个k0Ui(g合电压hgUk(1i(c)i(c) i(gi(c)0Ui(c)—无避雷线时导线上的感应过电hg—避雷线对地的平均高度k0—避雷线和导线之间的几何耦合系U(1d65mc)i0dhcdU(1d65mc)i0dhcdUh(1)ic0hc二二反击：雷电击反击：雷电击中接地物体（杆塔、避雷线绕击：雷电绕过避雷线而直接击中导线的情i//i//雷击杆顶时，注入线路的总电流为雷电流itdi(RiRiui雷击杆顶时，注入线路的总电流为雷电流itdi(RiRiuititdiI将I(RU)iu1hgu(1icu1hgu(1ic0hgucuc(1k)utophc(1k0uliuc(1k)utophc(1k0uli4.将kk0按同II(R将U)iI(RUi当Uli大于绝缘子串的50I1 )(1当Uli大于绝缘子串的50I1 )(1k)[]tcI1 tci/Z0i/Zgi/AZgdQZ0i/Z0i/Zgi/AZgdQZ0Zg/BlRivl/i/Zg/Zg/AlZitg:u1Agv44ZglRivl/i/Zg/Zg/AlZitg:u1Agv44Zgll)ZZt(t:ut≥A144v4ZglUA4l(1kUAAl(1kUAAg4d0.012l1(m3.雷绕过避雷线击于导线时的过电压（绕击ZI/2ZZA3.雷绕过避雷线击于导线时的过电压（绕击ZI/2ZZA3.9Pa3Pa3.9Pa3Pa—保护角，（º—杆塔高度AI/I2IZ/UA取ZI A AI/I2IZ/UA取ZI A I27100km线100km线路而N0.28(b4hgb两根避雷线之间的距离hg为避雷线的平均对地高度(4.5E(4.5E0.75E1.雷击杆塔的跳闸率（反击跳闸率大于I1NgP1.雷击杆塔的跳闸率（反击跳闸率大于I1NgPn11大于I22.n2Na2nn1n2N(gP1a2讨论：全面分析避雷线讨论：全面分析避雷线在输电线路防雷中的发电厂和变电所发电厂和变电所的防雷保1.2.一发电变电所的直击雷一发电变电所的直击雷防护设计内2.独立避雷针构架避RiLhdAuAi0huBBdRiLhdAuAi0huBBd－取雷电流i的幅值为100kA度为1.67H/ i取雷电流i的幅值为100kA度为1.67H/ i，di10035.5kA/ d1d2uA1641(kV可能使可能使d1和d2t0t0lv21ZT1CU2vlv21ZT1CU2v2vUU1RUUW≤]2vUU1RUUW≤]/lWRvUR]/kV/lmax[UW或/kV/1.35lmax(TUR]/URUR]/URlmax[UW由UW过避雷器的冲击电流幅值IFV，使之不会造成过高的1.指在靠近变电所1～2km1.指在靠近变电所1～2km雷线的110kV不大于20°的保护角，杆塔的冲击接地电阻降至1~TBA1~TBA2.后的波前时间l＝＋（0.50.008u10hc0＝0，抵达2.后的波前时间l＝＋（0.50.008u10hc0＝0，抵达变电所时的进波波前电压波 (0.50.008ufphcUU(kV/ah(0.5fcUa(0.50.008UUa(0.50.008U pU－行波的初始幅值，kV,通常可取为等于进线段线hcvZlZn条InU50R]ZR ZnZR BMvZlZn条InU50R]ZR ZnZR BM（1）变压器中性点防雷保护。当三相来波时，在变压（2）三绕组变压器的防雷保护（1）变压器中性点防雷保护。当三相来波时，在变压（2）三绕组变压器的防雷保护。高压侧有雷电过电压（3）自耦变（3）自耦变压器的防雷保合接地旋转电机包括发电机、调相机、大型电动机等，是旋转电机包括发电机、调相机、大型电动机等，是 发电机出线母线上装一组MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相配合，采用进线段保护，一般采用电缆段与排气式避雷器配在发电机母线上装设一组并联电容器，包括电缆段电发电机出线母线上装一组MOA或FCD型避雷器，以限制侵入波幅值，取其3kA下的残压与电机的绝缘水平相配合，采用进线段保护，一般采用电缆段与排气式避雷器配在发电机母线上装设一组并联电容器，包括电缆段电发电机中性点有引出线时，中性点应加装避雷器保至1.5～2.0μF60MW以上的电机(其中包括60MW的电机)一般都经变压器60MW以上的电机(其中包括60MW的电机)一般都经变压器间的母线桥或组合导线无金属屏蔽部分的长度大于50m时，除电机母线上装设每相不小于0.15μF的电容器或磁吹避雷器；雷器所内的高压电器设备及母线封闭在一个接地的金所内的高压电器设备及母线封闭在一个接地的金面积小，维护工作量小，不受周围环境条件影1)66kV及以上进线无电缆段的GIS变电所，在GIS1)66kV及以上进线无电缆段的GIS变电所，在GIS2)66kV及以上进线有电缆段的GIS本章总本章总第七讲：电力系统内部过电压及其第七讲：电力系统内部过电压及其应应应应内部过电压通常以标幺值pu(perunit)2nUk3—系统额定电压有—容许电压偏离Ukn1k1.1内部过电压通常以标幺值pu(perunit)2nUk3—系统额定电压有—容许电压偏离Ukn1k1.1第二节工频电压LLRRRL2222ss~第二节工频电压LLRRRL2222ss~UIURLUUIC~UC UE&&R&&RUIURLUUIC~UC UE&&R&&R&jXL&jXC一般R要比XL、XC小得多，而频下空载线路的XC比XLXs2L0C0C0Exx E ucos(lxarctanXs,Zv EXs2L0C0C0Exx E ucos(lxarctanXs,Zv E ucos(l2Xs0,0则1E电源容量越小（Xs越大），工频电压升高越严重Xs0,0则1E电源容量越小（Xs越大），工频电压升高越严重 0 0K3X 0 0K3XK—四四第三节：几种典型的操作过电切除小电感负荷过电截流现象：断路器在电流自然过iI0tab第三节：几种典型的操作过电切除小电感负荷过电截流现象：断路器在电流自然过iI0tab一产生过电压的基本过iAu~TCiiLiLQF一产生过电压的基本过iAu~TCiiLiLQF112020 WLICULCTT22111 22020CULICUTTT22220U20UICT112020 WLICULCTT22111 22020CULICUTTT22220U20UICTUIZI0T0CTZTCTIU在一般变压器中，Z00TCT1U 2UIZI0T0CTZTCTIU在一般变压器中，Z00TCT1U 2iuI0tf1Uf0LTUuCLiuI0tf1Uf0LTUuCL二影响过电压的因为2～3pu，有10右可能超过3.5pu1.2.二影响过电压的因为2～3pu，有10右可能超过3.5pu1.2.三限制过电压的措1.2.采用纠结式绕组增大CT采用优质铁芯减小IL或L3.ZnO避雷器效果很三限制过电压的措1.2.采用纠结式绕组增大CT采用优质铁芯减小IL或L3.ZnO避雷器效果很切断小电容负载过电Z~CT切断小电容负载过电Z~CT22LLLiLsABu~~CT—线路对地电1LLLsTLs—发电机和变压器的漏感之和2U22LLLiLsABu~~CT—线路对地电1LLLsTLs—发电机和变压器的漏感之和2UQF1∵u ∴电流i为容utiQF1∵u ∴电流i为容utiUU）UU2(U)U3U第一次重燃UC2UU）UU2(U)U3U第一次重燃UC2U (3U)第二次重燃UC5U二影响过电压的因1.3.二影响过电压的因1.3.三限制过电压的措RR电压不超过三限制过电压的措RR电压不超过空载线路合闸过电一1.22LLLsLu~~1LLLusT2空载线路合闸过电一1.22LLLsLu~~1LLLusT2u LiCT0uC(0)0:iCtC0TU(cost0tuu LiCT0uC(0)0:iCtC0TU(cost0tu1U2ULCCu U(costetcos0tu0tu U(costetcos0tu0t(costcosutC0uC(01AUuC(0)U(costcosutC0uC(01AUuC(0)U当3UUCu3U0tu3U0t二影响过电压的因1.2.3.二影响过电压的因