输电线路的防雷保护.ppt

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1、第八章电力系统防雷保护第一节架空线路的防雷保护衡量输电线路防雷性能的指标耐雷水平(I)：线路遭受雷击时，其绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值（kA）雷击跳闸率(n)：每100km线路每年（40雷电日）因雷击引起的跳闸次数（次/100km·年）教学目标1.了解线路的直击雷过电压及其耐雷水平计算方法、掌握其特点2.掌握耐雷水平与雷击跳闸率影响因素3.掌握线路防雷基本措施架空线地处旷野、纵横交错，极易遭受雷击引起跳闸可能的过压直击——绕击（1）击杆顶——反击（2）击避雷线档距中央——（3）感应过压——（4）输电线路的雷电过电压分类直击雷过电压雷直击输电线路杆塔，避雷线，导线，产生

2、的过电压称为直击雷过电压感应雷过电压雷击导线水平距离65m以外的大地时，由于空间电磁场的急剧变化，在导线上感应出的过电压，称为感应雷过电压直击雷（1）雷击输电线路无避雷线的线路最易发生，但即使有避雷线，雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而击于导线（绕击）（2）雷击杆塔或避雷线杆塔电位升高，造成绝缘子闪络，形成反击（3）雷击输电线路附近大地S>65m感应雷过电压S<65m直击雷过电压感应雷过电压直击雷和感应雷过电压产生的危害（1）引起线路跳闸，影响正常供电引起绝缘子闪络，导线对地短路，工频续流沿放电通道放电，在形成稳定燃烧的电弧后，则继电保护装置将使断路器跳闸，影响正常送电（

3、2）雷电波侵入变电站侵入变电站，经复杂的折反射后，造成电气设备过电压，危及设备绝缘，造成事故送电线路防雷防线1.首先要保护导线不受雷击．为此可以采用避雷器、避雷针或改用电缆。2．其次是如果避雷线受雷击后最好不要使线路的绝缘发生闪络。为此，需要改善避雷线的接地，适当加强线路的绝缘，个别杆塔可以使用避雷器。3．第三道防线是即使线路绝缘因雷击发生闪络也不要转变为稳定的工频电弧，即线路上不要发生短路故障，所以不会跳闸。为此应该减少绝缘上的工频电场强度或电网中性点采用不直接接地的方式。4．最后一道防线是即使跳闸也不要中断电力的供应。为此，可以采用自动重合闸装置，或用双回路或环网供

4、电。感应雷过电压感应雷过电压=静电分量＋电磁分量感应雷过电压大小避雷线对感应雷过电压有屏蔽作用，可使导线感应过压↓（1-K）倍无避雷线时：有避雷线时：感应雷过电压特点幅值≤500KV（仅对35KV及以下系统有威胁）极性与雷电流极性相反三相导线上同时出现上升速度较慢，波头几～几十μs雷击杆塔时导线上的感应过电压杆塔有引雷作用，故S<65m的雷击会被吸引到杆塔α为感应系数（kV/m)取值为雷电流陡度（α=I/2.6μs）k为避雷线和导线的耦合系数无避雷线有避雷线二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平雷击导线：a.无避雷线，35kV及以下系统b.有避雷线，绕击1.绕击率Pα：雷绕

5、过避雷线击于导线的概率平原山区2.雷击导线时的过电压规程规定：Z0≈Z/2（闪络路径波阻抗）UA=IZ/4取Z=400Ω（导线波阻抗），则UA=100I耐雷水平UA与U50%比较，是否闪络?则雷击导线时的耐雷水平为：I=U50%/100（kA）U50%为绝缘子串冲击放电电压例题雷电流超过7kA的概率为86.5％110kV线路每串6－7片绝缘子，U50%=700kV故耐雷水平I=雷电流概率7kA各级线路应有的耐雷水平雷直击相应电压等级导线时35kV220kV330kV500kV耐雷水平3.5kA12kA16kA27.4kA超过耐雷水平雷电流概率91.2%73.1%65.8

6、%48.8%雷直击导线会引起几乎所有电压等级的线路绝缘子闪络，我国110kV及以上线路需全线架设避雷线导线电位（1）负极性雷电流沿杆塔向下和避雷线两侧传播，使塔顶电位升高，并通过电磁耦合使导线电位升高（2）雷击杆塔，在导线上产生与负极性雷电流极性相反的正极性感应过电压雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平雷电流iL=ib+igtigt=βiLβ为分流系数塔顶和避雷线电位最大值uA=βI（Rch+Lgt/2.6）平行导线上电位：（1）耦合波分量kuA→与雷电流极性相同（2）雷击杆塔在导线上的感应过电压αh（1－k）→与雷电流极性相反∴uc=kuA-αh（1－k）绝缘子串电压ui

7、=uA-uc最高值uiu50％u50%为正极性冲击放电电压雷击塔顶反击时的耐雷水平：提高耐雷水平的主要措施：（1）降低杆塔接地电阻Rch（2）增大耦合系数k（3）减小分流系数β（4）加强线路绝缘一般高度杆塔其压降是塔顶电位主要分量采用双避雷线架装耦合地线增加绝缘子片数采用更好的绝缘材料u50%三、雷击避雷线档距中央时的过电压需校核避雷线与导线间的空气间隙S能否被击穿规程规定：S=0.012l+1（m）三、输电线路的雷击跳闸率引起感应雷直击雷过电压的雷电流>耐雷水平绝缘冲击闪络是否跳闸？冲击闪络持续时间只有几十μs，继电保护和断路器根本来不