高电压技术113、输电线路防雷设备课件.ppt

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1、输电线路防雷技术雷击输电线路的方式大气过电压：直击雷过电压：①、②、③感应雷过电压：④、②、①其中④只对35KV以下线路有危害大气过电压带来的后果：发生短路接地故障雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造成停电事故衡量线路防雷性能的优劣：耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络的最大雷电流（kA）雷击跳闸率：每100km线路每年因雷击引起的跳闸次数输电线路的雷击事故在我国跳闸率比较高的地区的高压线路由雷击引起的次数约占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击事故率更高在日本50％以

2、上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的，雷击经常引起双回同时停电，20－30％的输电线路故障发生在双回输电线路美国、前苏联等十二个国家的电压为275－500kV总长为32700km输电线路连续三年的运行资料中指出，雷害事故占总事故的60％一、输电线路的感应过电压1、雷击线路附近大地时静电感应电磁感应感应过电压-静电感应分量在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷云及先导通道与大地构成的电场之中。由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被

3、迅速中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放过程也很快，所以形成的电压波u＝iZ幅值可能很高。这种过电压就是感应过电压的静电分量感应过电压-电磁感应分量在主放电过程中，伴随着雷电流冲击波，在放电通道周围空间出现甚强的脉冲磁场，其中一部分磁力线穿过导线－大地回路，产生感应电势，这种过电压为感应过电压的电磁分量感应过电压计算无避雷线时感应过电压为导线越高，感应过电压越高。一般Ug«500kV，在110kV线路上不引起闪络。避

4、雷线对感应过电压的屏蔽作用2）避雷线接地时：实际上，避雷线与大地连接保持地电位，电位为0，可以假设为避雷线上再叠加了-Ugb的感应电压-Ugb在导线上耦合电压为-KUgb导线上的实际感应电压1）避雷线不接地时：即避雷线的屏蔽效应使导线上的感应电荷减少，感应电压降低了（1－K）倍2、雷击塔顶时的感应过电压（S<65m）雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷电流极性相反的电压，以静电感应分量为主无避雷线时:有避雷线时，导线上的感应过电压由于屏蔽效应，感应电压降低了

5、（1－K）倍二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平1、雷击杆塔塔顶：雷击塔顶时雷电流可通过下列途径的分流：避雷线杆塔闪络后相导线也可分流反击雷击塔顶的过电压分析波头部分塔顶电位最高塔顶电位杆塔的分流110kV:0.9(1S),0.86(2S)220kV:0.92(1S),0.88(2S)500kV:0.88(2S)2、雷击杆塔时导线的电位避雷线耦合到导线上的电位：u1=kutd(避雷线与塔顶电位相同)雷击塔顶时雷电先导在导线上的的感应电位：U2=-αhd(1-k)U2为负的理由：雷电先导在导线上产生感应

6、过电压的极性（感应出正电荷）与流入杆塔中的电流极性相反导线电位绝缘子串的作用电压:Uj=塔顶电位Utd–导线电位Ud=Utd–KUtd+αhd(1-k)=(Utd+αhd)(1-K)=[βIL(Rch+Lgt/2.6)+ILhd/2.6](1-K)=IL[β(Rch+Lgt/2.6)+hd/2.6](1-K)3、绝缘子串上作用的过电压4、线路绝缘子耐雷水平当作用在线路绝缘子上的电压Uj>绝缘子串冲击闪络电压Uj50%绝缘子将发生闪络，由于塔顶电位高于导线电位，闪络将从杆塔向导线发展，故称为反击。耐雷水

7、平:雷击杆塔时绝缘子串上承受最大雷电冲击电压所对应的雷电流:反击耐雷水平与导线－地线间的耦合系数k，杆塔分流系数β，杆塔冲击接地电阻Rch，杆塔等值电感Lgt以及绝缘子串的50％放电电压Uj50％等因素有关还必须考虑工频电压的作用以及触发相位距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算通常以降低Rch，提高k为提高反击耐雷水平的主要手段提高耦合系数K的方法:1)将单避雷线改成双避雷线2)在导线下放增设架空地线(耦合地线),也起到分流作用反击耐雷水平35kV:20-30kA110kV:40-75kA22

8、0kV:75-110kA330kV:100-150kA500kV:125-175kA二、雷击避雷线档距中央避雷线雷击点A的电压：Z0Zb/2Aig彼得逊法则1、当雷电波头长度大于档距时Z0AZb/2避雷线雷击点A的电压：雷击点最高点电位出现在从杆塔反射回来的负电压波到达时刻:此时雷电流iL=αt=αL/Vb间隙S承受的最大电压:感应过电压与下列因素有关:①雷电波陡度;②档距长度;③耦合系数.S最短间隙距离从Us的50％击穿电压得到。我国规程负反射波尚未返