高电压技术第6章 输电线路的防雷保护(1)

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1、第6、7章电力系统防雷保护电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等各个环节。第6章输电线路的防雷保护第6章输电线路的防雷保护在整个电力系统的防雷中，输电线路的防雷问题最为突出。这是因为输电线路绵延数千里、地处旷野、又往往是周边地面上最为高耸的物体，因此极易遭受雷击。雷过电压的种类直击雷过电压感应雷过电压雷击输电线路的四种可能塔顶及塔顶附近避雷线档距中央的避雷线导线线路附近地面绕击：雷直击导线时，在导线上产生很高的电压。闪击：雷击杆塔或避雷线，在绝缘子上发生的闪络。雷击输电线路的后果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

2、故衡量输电线路防雷性能的两个指标：耐雷水平：雷击线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值，单位为KA我国标准规定的各级电压线路应有的耐雷水平如表6-1UN（kV）3566110220330500耐雷水平20~3030~6040~7575~110110~150125~175（kA）雷电流出现59~4646~2135~1414~67~23.8~1的概率雷击跳闸率：在雷暴日数Td=40的情况下，每100km线路每年因雷击引起的跳闸次数6.1输电线路上的感应雷过电压一、感应雷过电压的产生感应过电压的两个主要组成部分➢雷云的静电感应产生的—感应过电压的静电分量；➢

3、雷电流在放电通道周围空间建立的脉冲磁场的变化—感应过电压的电磁分量。输电线路的感应雷过电压雷击线路附近地面时，在线路的导线上会产生感应雷过电压，由于雷击地面时雷击点的自然接地电阻较大，雷电流幅值I一般不超过100kA。实测证明，感应过电压一般不超过300-400kV。对35kV及以下水泥杆线路会引起一定的闪络事故；对110kV及以上的线路，由于绝缘水平较高，所以一般不会引起闪络事故。6.1.输电线路上的感应雷过电压线路上的感应雷过电压具有以下特点：（1）感应雷过电压与雷电流的极性相反；（2）感应雷过电压同时存在于三相导线，故相间不存在电位差，只能引

4、起对地闪络，如果二相或三相同时对地闪络，即形成相间闪络事故；（3）感应雷过电压的波形较平缓。二、感应雷过电压的计算1、导线上方无避雷线雷击点离开线路的水平距离为S>65m时IhcU25(kV)iSI：雷电流幅值；kAS:雷击点与导线的水平距离，mhc:导线对地的平均高度，m2、导线上方有避雷线设避雷线和导线悬挂的对地平均高度分别为hg和hc,若避雷线不接地，则根据教材公式可求得避雷线和导线上的感应过电压分别为U和U。giIhIhgcUg25Ui25SShgUU于是gihc若避雷线接地h'gUUkUU(1k)ii00gihc3、雷击线

5、路杆塔对一般高度的线路，无避雷线时导线上的感应雷过电压UhicI2.6有避雷线时导线上的感应雷过电压hh'ggUU(1k)h(1k)h(1k)ii000cchhcc6.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平我国110kV及以上线路一般全线都装设避雷线，而35kV及以下线路一般不装设避雷线，中性点直接接地系统有避雷线的线路遭受直击雷一般有三种情况：①雷击杆塔塔顶；②雷击避雷线档图有避雷线线路直击雷的距中央；③雷电绕过避雷线击于三种情况导线，如右图所示。一、雷击杆塔塔顶时的耐雷水平1、雷击杆塔时雷电流的分布及等值电路图雷击塔顶前，雷

6、电通道的负电荷在杆塔及架空地线上产生感应正电荷；当雷击塔顶时，雷通道中的负电荷与杆塔及架空地线上的正感应电荷迅速中和形成雷电流，如下图所示。图（a）雷击塔顶时雷电流的分布(b)雷击塔顶时等值电路2、塔顶电位流经杆塔的电流iigtβ：分流系数，取值见P130表6-2didit塔顶电位URiL()RiLtittitdtdtL塔顶电位幅值()tUIRti2.6横坦高度处杆塔电位的幅值LhtaUIRgi2.6ht3、导线电位的幅值hgUkUh1kctc0hc4、线路绝缘上的电压UUULigc

7、hdihag(1k)RikLh1kigtc0hdthtc5、雷击塔顶时的耐雷水平U50%I1hLhhatgc(1k)Rk1ki0hh2.62.6tcU50%Lh(1kR)[(tc)]i2.62.6二、雷击避雷线档距中央雷击避雷线档距中央时，雷击点会出现较大的过电压，如图所示，根据彼德逊法则，雷击点A的电压为：ZZ0gUiA2ZZ0g式中Z—避雷线的波阻抗g图雷击避雷线档距中央1—避雷线2—导线雷击点的最高电位lZZ0gUA2ZZgg0雷击处避

8、雷线与导线间的空气隙S上承受最大电压lZZ0gUU(1k)(1k)SA2ZZgg0不会出现击穿的经验公式S