过电压及防雷保护-输电线路的防雷保护（高电压技术课件）

过电压及防雷保护感应雷过电压的产生感应雷过电压的产生感应雷过电压是雷击线路附近大地，由于雷电通道周围空间电磁场的急剧变化，在导线上产生的过电压。过电压有两个分量，一个是电磁分量，一个是静电感应分量感应雷过电压的产生先导放电阶段在雷云放电的先导阶段，先导通道中充满了电荷，如左图。这些电荷对导线产生静电感应，在负先导附近的导线上积累了异号的正束缚电荷，而导线上的负电荷则被排斥到导线的远端感应雷过电压的产生主放电阶段当先导到达附近地面时，主放电开始，先导通道中的电荷被中和，与之相应的导线上的束缚电荷得到释放，以波的形式向导线两侧运动，如左图所示感应雷过电压的产生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为感应过电压的静电分量感应雷过电压的产生雷电流在通道周围建立了强大的变化的磁场，一部分磁力线穿过导线与大地形成回路，产生的高电压为感应过电压的电磁分量通过本知识点的学习，使学生掌握感应雷过电压产生，理解感应雷过电压的两个分量，为感应雷过电压计算打基础。过电压及防雷保护感应雷过电压的计算感应雷过电压的计算感应雷过电压的计算雷击线路附近大地无避雷线有避雷线雷击线路杆塔无避雷线的感应雷过电压计算

无避雷线的感应雷过电压特点

无避雷线的感应雷过电压特点雷电流幅值一般不超过100kA感应过电压一般不超过300—400kV对35kV及以下电压等级线路绝缘有危险一般为对地闪络有避雷线的感应雷过电压计算

有避雷线的感应雷过电压计算

有避雷线的感应雷过电压计算

雷击杆塔时感应过电压的计算

通过本知识点的学习，使学生掌握输电线路感应雷过电压的计算，了解各因素对输电线路感应过电压的影响。过电压及防雷保护建弧率建弧率

建弧率

建弧率

建弧率

建弧率

降低建弧率可采取的措施适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度采用不接地或经消弧线圈接地方式，防止建立稳定的工频电弧通过本知识点的学习，使学生掌握建弧率的概念、影响因素及计算方法，为后续雷击跳闸率的计算打基础。过电压及防雷保护采用不平衡绝缘方式不平衡绝缘方式同一杆塔上，不同回路的绝缘水平不一样例如在220kV同塔双回线路上一回采用13片绝缘，一回采用15片绝缘子不平衡绝缘方式防雷原理雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电不平衡绝缘方式一般认为双回路绝缘水平的差异宜为相电压峰值的

倍，差异过大将使线路的总跳闸率增加在输电线路两侧环境不同时，雷击概率较大的一侧增强绝缘通过本知识点的学习，使学生掌握采用不平衡绝缘方式这一防雷措施的防雷原理和采用这一防雷措施的惯例。过电压及防雷保护架设耦合地线耦合地线一般应用于雷电活动强烈的地方或经常发生雷击故障的杆塔和线段一般架设在导线下方耦合地线耦合地线可起两个作用一是降低接地电阻，连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1～2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连二是起一部分架空地线的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的耦合作用耦合地线是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。通过本知识点的学习，使学生掌握耦合地线架设原则和作用。过电压及防雷保护耦合地线耦合地线架空线路导线下面增设的架空地线主要作用：降低接地电阻分流作用耦合作用耦合地线降低接地电阻国内外的运行经验证明，它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一分流作用兼做避雷线，对雷电流分流耦合作用与避雷线、导线耦合，使耦合系数增大通过本知识点的学习，使学生进一步认识耦合地线这一防雷措施、理解架设耦合地线的三种作用和防雷原理。过电压及防雷保护如何架设避雷线避雷线避雷线，通常又称架空地线，简称地线。避雷线的防雷原理与避雷针相同，主要用于输电线路的保护，也可用来保护发电厂和变电所避雷线架设避雷线是高压和超高压输电线线路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直击于导线，同时还有分流作用以减小流经杆塔入地电流，从而降低塔顶电位；通过对导线耦合作用可以减小线路绝缘承受的电压；对导线还有屏蔽作用，可以降低感应过电压。避雷线

避雷线工程中采用保护角α来表示避雷线对导线的保护程度保护角是指避雷线和外侧导线的连线与避雷线的垂线之间的夹角。保护角愈小，避雷线就愈可靠地保护导线免遭雷击。避雷线为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，ll0kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。平原上的220kV及ll0kV线路可用单根避雷线，保护角为

；山区220kV线路也要采用双避雷线，保护角在

以下。避雷线300～500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线，保护角在

左右。35kV及以下的线路绝缘水平很低，全线架设避雷线依然有可能造成闪络，故一般不沿全线架设避雷线，可采用中性点经消弧线圈接地或不接地

架设避雷线是高压和超高压输电线线路最基本的防雷措施。通过本知识点的学习，使学生掌握避雷线防雷原理、保护范围和架设方法。过电压及防雷保护输电线路防雷原则输电线路防雷目的：提高线路的耐雷性能，降低线路的雷击跳闸率原则：采用技术与经济合理的措施，使系统雷害事故降低到运行部门可以接受的程度，保证系统安全可靠经济运行。输电线路防雷在确定输电线路的防雷方式时，应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌的特点、土壤电阻率的高低等条件，结合当地原有线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，因地制宜，采取合理的保护措施输电线路防雷四道防线：防止雷电直击输电线路防止输电线路雷击后绝缘闪络防止雷击闪络后建立稳定的工频电弧防止工频电弧引起电力供应中断输电线路防雷防止雷电直击输电线路架设避雷线、装设避雷针、杆塔侧针等防止输电线路雷击后绝缘闪络增强线路绝缘降低杆塔接地电阻、架设耦合地线防止雷击闪络后建立稳定的工频电弧采用中性点非有效接地方式增强绝缘防止工频电弧引起电力供应中断装设避雷器装设自动重合闸装置通过本知识点的学习，使学生掌握输电线路防雷原则、了解输电线路防雷的四道防线和一些常用的防雷措施。过电压及防雷保护雷击避雷线档距中央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约有10％的概率雷击避雷线档距中央雷击避雷线档距中央雷击避雷线档距中央等值电路

雷击避雷线档距中央

雷击避雷线档距中央

雷击避雷线档距中央

雷击避雷线档距中央

通过本知识点的学习，使学生掌握雷击避雷线档距中央过电压的相关计算。为后续输电线路防雷保护课程打好基础。过电压及防雷保护雷击杆塔塔顶的过电压和耐雷水平输电线路直击雷过电压直击雷过电压雷击杆塔塔顶雷击避雷线或档距中央雷击导线或绕击导线雷击杆塔塔顶以有避雷线的线路为例，作用在线路绝缘子串上的电压由3个分量组成电流在杆塔电感和接她电阻上形成的压降避雷线和导线间的耦合作用而在导线上具有的电位雷电流产生的迅速变化的电磁场在导线上感应的电位雷击杆塔塔顶雷电流分布及等值电路

分布图等值电路雷击杆塔塔顶

雷击杆塔塔顶

雷击杆塔塔顶

雷击杆塔塔顶

耐雷水平

耐雷水平

耐雷水平反击现象原来被认为接地的杆塔却带上了高电位，对输电线路放电的现象通过本知识点的学习，使学生掌握雷击杆塔塔顶各部分电位的计算、理解耐雷水平和反击的概念，会采取有关措施提高耐雷水平。过电压及防雷保护绕击时过电压雷击导线等值电路(不考虑导线工作电压)雷击导线或雷电绕过避雷线绕击导线等值电路雷击点电压(不考虑导线工作电压)

雷击点电压(不考虑导线工作电压)

雷击点电压(不考虑导线工作电压)导线上的电压即为雷击点的电压，随雷电流的增大而增大若导线上的电压幅值超过线路绝缘子串的冲击闪络电压，则绝缘将发生闪络雷击点电压(考虑导线工作电压)

通过本知识点的学习，使学生掌握雷电绕击时过电压的相关计算，了解计算的一般模型和参数的一般取值。过电压及防雷保护绕击时耐雷水平耐雷水平定义：雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值耐雷水平反击耐雷水平绕击耐雷水平耐雷水平

耐雷水平

耐雷水平110、220、330kV线路的绕击耐雷水平分别为7、12和16kA。110、