输电线路雷害事故研究和对策

《输电线路雷害事故研究和对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、输电线路雷害事故研究和对策　　【摘要】本文在简要阐述雷电活动规律及雷击跳闸率等基本概念的基础上，初步分析了雷害事故的分类、成因，并就如何降低雷害事故发生进行了分析，提出了防雷保护措施。【关键词】输电线路；雷害事故；分析；防雷保护措施一、前言输电线路绵延数十至数百公里，地处旷野，穿越平原、丘陵、大山区或跨越河流，杆塔大多处于高出地面十几米乃至几十米的制高点，暴露在旷野或高山中，所以易遭受雷击。雷击线路造成的跳闸事故在电网事故中占有很大比例，雷击成为电力系统安全运行的重要隐患。随着输电线路增多，雷击跳闸对

2、安全运行的影响日益突出。因此，必须首先分析研究雷害的成因及对线路造成危害的过程，才能针对其成因采取有效的防雷保护措施，从而减少输电线路的雷害事故，提高电力系统运行的可靠性。二、雷电形成及对输电线路的危害1.雷电形成14地面的水在地表温度下蒸发为蒸汽，向上空升起，遇到高空冷气流时凝成水滴，一旦受到强烈气流吹袭便形成带有大量电荷的雷云，带电荷的雷云对大地感应出异号电荷，于是雷云和大地之间相当于形成了一个巨大的充电电容器，而电荷在雷云中的分布并不均匀，密集电荷中心附近的空气在高电场强度作用下先被电离，成为先

3、导放电首段通道，电荷沿通道不断延伸，当最后一段空气也被电离时，先导放电通道便成了主放电通道，地面电荷随即沿放电通道进入云层，并和雷云中的电荷迅速中和，出现雷鸣和闪光。2.雷击线路成因、分类及危害（1）成因由于输电线路杆塔处在高出地面的尖端，据雷电形成的过程，我们知道输电杆塔先于雷云形成主放电通道，大量的异号电荷在极短时间内中和，产生数百千安的电流（等效阻抗如图示），雷电流流过杆塔入地，引起塔顶电位Utp升高，而Utp=雷电流对杆塔电感产生的电位升高值+雷电流对杆塔冲击接地电阻产生的电位升高值，如果塔顶

4、电位与导线上的感应电位的差值，再考虑线路工频电压幅值的影响后，其值超过绝缘子的50%冲击闪络电压时，就会造成绝缘子串闪络放电，从而造成雷击跳闸事故。（2）分类雷击输电线路分反击和绕击两种。反击：当避雷线遭受雷击时，若杆塔接地电阻过大将会在避雷线上引起很高电位，从而导致导线绝缘闪络，包括雷击塔顶和雷击避雷线两种情况。14绕击：雷云放电绕过避雷线而直接击中导线引起直击雷，此现象称之为绕击。（3）危害雷击线路多表现为整个绝缘子串闪络，轻者在绝缘子上留下闪络痕迹，降低绝缘子的运行电阻及电气性能，形成设备缺陷，

5、重者造成绝缘子破碎，导致线路送电中断，严重者甚至引起吊串断线事故，大大影响线路安全运行。三、防雷保护中的几个术语和概念1.雷暴日雷暴日是指一年中有雷电的天数。它能反映雷电活动的频率，是线路防雷设计主要依据，与地域差异有很大关系。如长江以北地区约20-40个雷暴日，而西北地区则多在20个雷暴日以下。2.雷电流波形、幅值雷电流波长大致在40us左右，波头长度大致在1-4us之间，平均在2.6us左右。因此，我国规程DL/T620-1997（以下简称规程）建议计算用波头取为2.6us，即认为雷电流的平均上升

6、陡度为：=（KA/us）式中：IL-雷电流幅值，单位KA。规程建议雷电流波头形状为：一般线路防雷设计中可取为斜角波，而在高塔设计时可取为余弦波，在波头范围内雷电流可表示为：iL=（1-coswt）。14雷电流幅值与气象及自然条件有关，是一个随机变量，只有通过大量实测才能正确估算其概率分布规律。规程建议采用：logP=式中：P-雷电流幅值超过IL的概率，IL-雷电流幅值。3.地面落雷密度和输电线路落雷次数地面落雷密度γ：表示每一雷暴日，每平方公里地面落雷次数，单位为次/Km.雷暴日，规程建议γ取0.07

7、。输电线路落雷次数：对于线路来说，高出地面有引雷作用，一般高度线路的等值受雷面宽度为（4h+b），也即等值于受雷面积为线路两侧的地带，线路愈高，则等值受雷面积愈大。若地面落雷密度γ取0.07，雷暴日T取40时，输电线路落雷次数：N=0.28（4h+b）式中：N-输电线路落雷次数，h-线路平均高度，b-两避雷线间距离。4.击杆率（g）击杆率是指雷击线路杆塔的次数与线路雷击总次数之比值，其大小与避雷线根数和地形有关。规程推荐击杆率如下表：避雷线根数地质12平原1/41/614山丘1/31/45.绕击率（P

8、θ）绕击率指雷电绕过避雷线击于导线的概率，与避雷线对导线的保护角、杆塔高度以及线路经过地区的地形、地貌、地质条件有关。规程给出经验公式：平原线路lgPθ=-3.9山区线路lgPθ′=-3.35式中：Pθ、Pθ′-绕击率θ-避雷线对外侧导线的保护角h-避雷线平均高度由上二式可以看出，山区线路的绕击率约为平原线路的3倍。6.耐雷水平雷击线路时线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值，叫做耐雷水平。它是判断输电线路耐雷性能的一个重要依据。耐雷水平愈高，意味着线路防雷