高电压技术第6章电力系统防雷保护.ppt

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1、高电压技术第六章电力系统防雷保护第一节架空输电线路防雷保护第二节变电所的防雷保护本章主要内容第一节架空输电线路防雷保护输电线路耐雷性能指标分析线路的耐雷性能时，首先要估计线路一年中究竟会遭受多少次雷击。每100km线路的年落雷次数Nγ—地面落雷密度b—为两根避雷线之间的距离h—为避雷线的平均对地高度第一节架空输电线路防雷保护耐雷水平（I）耐雷水平——指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为kA我国标准规定的各级电压线路应有的耐雷水平值见表8-1第一节架空输电

2、线路防雷保护雷击跳闸率（n）导致线路跳闸需要具备双重条件：首先雷击电流必须超过线路耐雷水平，引起线路绝缘发生绝缘闪络。它的持续时间只有几十微秒，线路开关还来不及跳闸冲击闪络继而转化为稳定的工频电弧，才会导致线路跳闸注意：这些过程都有随机性，工程设计中采用雷击跳闸率作为一个综合指标，来衡量输电线路防雷性能的优劣。第一节架空输电线路防雷保护跳闸率n——指在雷暴日Td=40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数，其单位为[次/(100km·40雷暴日]”建弧率η——冲击闪络转变为稳定的工频续流的概率式

3、中：E—绝缘子串平均运行电压梯度(kV/m)式中：Un—系统额定电压；l1—绝缘子串长度（m）；l2—木横担线路的线间距离（m）。对铁横担，l2=0第一节架空输电线路防雷保护线路耐雷性能的分析计算按雷击点的不同，雷击有避雷线线路的三种情况第一节架空输电线路防雷保护绕击导线当避雷线的屏蔽作用失效，可能发生雷绕过避雷线击中导线的情况，通常称为绕击。⑴绕击及其危害第一节架空输电线路防雷保护⑵绕击率Pa绕击率Pa——雷闪绕过避雷线直接击中导线的概率平原线路山区线路式中：——保护角（º）；ht——杆塔高度（m）。式中

4、：I—实测的雷电流幅值第一节架空输电线路防雷保护⑶绕击过电压O假设Z0≈Z/2，取Z=400Ω，则有第一节架空输电线路防雷保护⑷绕击耐雷水平I2绕击耐雷水平：绕击时，线路所能承受的雷电流幅值，由线路绝缘子冲击放电电压决定。令UA=U50%（线路绝缘子串的50%冲击放电电压）注意：虽然绕击的概率很低，发生绕击时雷电流的幅值较小，但是一旦绕击形成很高的冲击过电压，就有可能使线路绝缘子闪络，或侵入变电站危及电气设备的安全。式中N——落雷总次数；Pa——绕击率；P2——雷电流幅值超过绕击耐雷水平I2的概率η——建弧率

5、第一节架空输电线路防雷保护⑸雷绕击导线时的跳闸率n2第一节架空输电线路防雷保护雷击挡距中央的避雷线雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央时。雷击避雷线档距中央只有10%的概率一般不考虑跳闸问题。因为雷击避雷线档距中央时在雷击点产生很高的过电压，但由于避雷线半径较小，雷击点离杆塔较远，强烈的电晕衰减作用，使过电压波传播到杆塔时，已不足于使绝缘子闪络。只要导线和避雷线线间的空气距离S满足下式的要求，雷击避雷线档距中央引起的线路闪络跳闸率可以忽略不计第一节架空输电线路防雷保护雷击杆塔从雷击线路接地部分而引起达绝

6、缘子串闪络的角度来看，最严重的条件应为雷击杆塔的塔顶，因为这时大部分雷电流将从该杆塔入地，产生的雷电过电压最大⑴击杆率g击杆率——雷击杆塔次数占雷击线路总数的比值；与避雷线根数和地形有关避雷线根数012平原1/21/41/6山区—1/31/4地形第一节架空输电线路防雷保护⑵雷击塔顶产生的反击在雷击塔顶的先导放电阶段如图所示，导线、避雷线和杆塔上虽然都会感应出异号的束缚电荷，但是由于先导放电的发展速度较慢，如果不计工频工作电压，导线上的电位仍为零，避雷线和杆塔的电位也为零，因此线路绝缘上不会电位差。第一节架空输

7、电线路防雷保护在雷击塔顶的主放电阶段：先导通道中的负电荷与杆塔、避雷线以及大地中的正电荷迅速中和，形成雷电冲击电流。如图b一方面负极性的的雷电冲击波沿着杆塔向下和沿着避雷线向两侧传播，使塔顶电位不断升高；另一方面由塔顶向雷云迅速发展的正极性雷电波，引起空间电磁场的迅速变化，又使导线上出现正极性的感应雷电波。第一节架空输电线路防雷保护产生反击作用在线路绝缘子串上的电压为塔顶电位与导线电位之差。这一电压一旦超过绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%，绝缘子串就发生闪络此时杆塔电位（绝对值）比导线电位高，所以称为反击

8、。第一节架空输电线路防雷保护⑶雷击塔顶时的过电压I—雷电流幅值，kAk—考虑冲击电晕影响的耦合系数k0—导线和避雷线间的几何耦合系数β—杆塔分流系数（流经杆塔的电流与雷电流的比值）Ri—冲击接地电阻，ΩLt—杆塔的总电感ha—横担高度，mht—杆塔的高度，mhg—避雷线平均对地高度，mhc—导线平均对地高度，m当作用在绝缘子串上的电压Uli等于线路绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%时，绝缘子发生闪