输电线路雷击跳闸分析和防雷措施

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1、输电线路雷击跳闸分析和防雷措施毛　杰（奉化市供电公司，浙江奉化315500）【摘　要】本文分析了雷电现象、雷电过电压及跳闸原因，并提出了一些防雷保护措施，提高架空输电线路的耐雷水平。.jyqkprovementMeasuresofLightningTrip-outsforTransmissionlinesMAOJie（FenghuaElectricPoprovementmeasuresthroughthecauseanalysisinordertoimprovethelightningprotectionca

2、pabilityoflines.【Keyissionline；Lightningtrip-outs；Lightningprotection1　关于雷击现象的概述雷电是在空气中进行的一种宏伟的放电现象，雷电放电是由带电荷的雷云引起的。大多数雷电放电发生在雷云之间，它对地面没有什么直接影响。当雷云对输电线路放电时，由于雷云中电荷快速释放而在输电系统中产生的一种幅值很高的电压，称为雷电过电压。雷电流幅值的概率在我国一般地区可按以下公式求得：2　线路雷击过电压种类可能在输电线路上产生跳闸原因的雷电过电压主要有以下几种

3、：1）雷电感应过电压。雷击于输电线路附近的地面时，可在导线上感应产生过电压，称为雷电感应过电压。感应过电压只会危害电压等级较低（如35kV以下）的输电线路。感应过电压的出现极为普遍，只要雷击线路附近的地面时，便会在架空线路的三相导线上出现感应过电压。此时的感应过电压的幅值一般不会超过300~400kV，因此不会引起导线闪络。2）直击雷过电压。就是雷电直接击中线路引起直击雷过电压。直击雷过电压要比感应过电压的幅值大得多，因此对于线路防雷来说，主要是防直击雷。直击雷过电压又可分为反击雷过电压和绕击雷过电压两种：（

4、１）反击雷过电压。雷击于输电线路的杆塔或避雷线时，在杆塔的塔顶和横担上形成很高的电位，相应地在线路绝缘子串两端（即导线和横担之间）产生较高的电位差，造成雷击的线路跳闸故障。（２）绕击雷过电压。当雷电绕过避雷线，即避雷线保护失效，直接击在导线上，由此造成的雷击线路跳闸故障。3　线路雷击跳闸分析3.1　线路雷击跳闸率的计算以雷击有避雷线线路的跳闸为例。在下列情况下，线路将要跳闸:（１）雷击杆塔顶部发生闪络并建立电弧；（２）雷绕过避雷线击于导线发生闪络并建立电弧。运行经验证明，雷击避雷线的档距中间且与导线发生闪络引

5、起跳闸的情况是极罕见的，可不予考虑。雷绕击导线时，耐雷水平Ｉ2可由下式求出：，有避雷线线路的跳闸率可按下式算:N=NLη（gP1+PαP2）式中：N为跳闸率，次/（100km.a）；η为建弧率；g为击杆率；P1为超过雷击杆塔顶部时耐雷水平的雷电流概率；P2为超过雷绕击导线时耐雷水平的雷电流概率；Pa为绕击率（包括平原和山区）。击杆率g与避雷线根数和地形有关，一般可采用表1所列数据。3.2　线路反击雷分析雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。杆塔上绝缘

6、承受的过电压最大值为：3.3　线路绕击雷分析根据高压线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕过避雷线直击导线的概率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及线路经过的地形、地貌和地质条件有关。平原和山区线路的绕击率与保护角和杆塔高度的关系曲线见图１，图中的绕击率曲线也可用下式表示：根据式（４）可以推算出山区的绕击率在5%左右，但山区线路的绕击率约为平地线路的3倍，山区线路不可避免会出现大跨越尧大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节。一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。4　输

7、电线路防雷设计措施4.1　加强输电线路的绝缘水平由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河、跨海杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。4.2　降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻，来达到减小雷击杆塔时的电位升高，这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施。采取增加地埋接地体数量并进行

8、深埋的措施，使沙地的杆塔接地电阻值达到了设计要求，对位于雷电活动区内的岩石基础上的接地体不满足设计标准情况和对于高电阻地区，还可以使用长效化学降阻剂，来达到降低接电电阻的目的。4.3　增设耦合地线在降低杆塔接地电阻有困难时，可采用架设耦合地线的措施，即在导线下方再架设一条地线。它的作用主要有以下方面：（１）加强避雷线与导线间的耦合，使线路绝缘上的过电压降低；（２）增加了对雷电流的分流作用。运行经验表