輸電線路防雷

1、5 5 輸電線路防雷輸電線路防雷輸電線路的直擊雷過電壓輸電線路的直擊雷過電壓輸電線路的耐雷水平與雷擊跳閘率輸電線路的耐雷水平與雷擊跳閘率輸電線路的感應(yīng)雷過電壓輸電線路的感應(yīng)雷過電壓輸電線路的防雷措施輸電線路的防雷措施高桿塔輸電線路的雷電過電壓高桿塔輸電線路的雷電過電壓目目 錄錄 輸電線路防雷性能的兩個重要指標(biāo)輸電線路防雷性能的兩個重要指標(biāo)1.耐雷水平 I2雷擊跳閘率 n 每年每百公里線路由于雷擊引起的跳閘次數(shù)線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值(kA)雷擊次數(shù)雷擊次數(shù)超過耐雷水平的概率超過耐雷水平的概率建弧率建弧率輸電線路落雷輸電線路落雷狀況狀況 5.1 5.1 輸電線路輸電線路的感應(yīng)雷過電壓的

2、感應(yīng)雷過電壓 5.1.1 5.1.1 感應(yīng)感應(yīng)雷過電壓的形成雷過電壓的形成1.過電壓的形成 5.1.2 5.1.2 雷擊線路附近地面時導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓雷擊線路附近地面時導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓 雷擊點(diǎn)距導(dǎo)線路的距離S 導(dǎo)線懸掛的平均高度hc I越大云中電荷越多雷地間電強(qiáng)越強(qiáng)導(dǎo)線上感應(yīng)電荷越多感應(yīng)電壓越高懸掛高度越高對地電容越小感應(yīng)電壓越高距離越遠(yuǎn)導(dǎo)線附近的電強(qiáng)越弱導(dǎo)線上感應(yīng)電荷越少感應(yīng)電壓越低ggQuC導(dǎo)線上感應(yīng)電壓SIhucci25雷電流幅值I 感應(yīng)感應(yīng)雷過電壓的雷過電壓的特點(diǎn)特點(diǎn)： 1)過電壓幅值不高，一般不超過 300400kV 2)不會引起架空線路相間絕緣閃絡(luò) 3)感應(yīng)過電壓的極性與雷電流

3、極性相反 避雷線避雷線的屏蔽作用的屏蔽作用 假設(shè)避雷線不接地 避雷線上感應(yīng)電壓實際上避雷線是接地的 避雷線上導(dǎo)線上耦合電壓導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓幅值 導(dǎo)線上感應(yīng)電壓5.1.35.1.3雷擊雷擊線路桿塔時導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓線路桿塔時導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓 考慮屏蔽效應(yīng)時，導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓 5.2 5.2 輸電線路輸電線路的直擊雷過電壓的直擊雷過電壓分流系數(shù):5.2.1 5.2.1 雷擊雷擊桿塔塔頂及附近避雷線時的過電壓桿塔塔頂及附近避雷線時的過電壓1.1.塔頂電位塔頂電位2.2.導(dǎo)線導(dǎo)線電位電位耦合分量( (k k 一般一般 0.20.2 0.250.25) )感應(yīng)分量u導(dǎo)線電位 3.3.絕緣子

4、串上承受的電壓絕緣子串上承受的電壓當(dāng)當(dāng) 時時5.2.2 5.2.2 雷雷繞繞擊導(dǎo)線擊導(dǎo)線時的過電壓時的過電壓 雷電流雷電流雷擊于導(dǎo)線時，沿導(dǎo)線流動的電流 雷擊于導(dǎo)線時雷擊于導(dǎo)線時 雷擊導(dǎo)線時，沿導(dǎo)線流動的電流只有雷電流的一半雷擊導(dǎo)線時，沿導(dǎo)線流動的電流只有雷電流的一半 雷繞擊于導(dǎo)線時的電壓幅值 雷繞擊于導(dǎo)線時的電壓5.2.3 5.2.3 雷擊雷擊檔距中央避雷線時的過電壓檔距中央避雷線時的過電壓避雷線與導(dǎo)線間空氣間隙S上所承受的最高電壓US為 5.3 5.3 輸電線路的輸電線路的耐雷耐雷水平水平與雷擊跳閘率與雷擊跳閘率5.3.1 5.3.1 輸電線路與雷擊輸電線路與雷擊相關(guān)的參數(shù)相關(guān)的參數(shù)1.

5、輸電線路落 雷次數(shù) N 輸電線路的落 雷面積 km2S 兩根避雷線間的距離(m)b 避雷線對地平均高度(m)h雷擊桿次數(shù)雷擊桿次數(shù)線路總落雷線路總落雷次數(shù)次數(shù)3.繞擊率平原地區(qū)線路山區(qū)線路3.建弧率EkV/m時，時， 絕緣子串的平均運(yùn)行電壓（有效值）梯度（kV/m） E = U / l線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò)后，轉(zhuǎn)變?yōu)楣ゎl電弧的概率 5.3.2 5.3.2 架空輸電線路的架空輸電線路的耐雷水平耐雷水平 1.1.雷擊桿塔塔頂時的耐雷水平雷擊桿塔塔頂時的耐雷水平k k =0.2=0.2， 0.90.9，L Lt t=16=16 H H， h hd d=10m=10m，U U5050700 kV, R7

6、00 kV, Ri i=10(=10() )例:110kV線路，取各級電壓送電線路的耐雷水平注：表中注：表中I I0 0較大較大的數(shù)字適用于多雷區(qū)或重要性的數(shù)字適用于多雷區(qū)或重要性 較大的線路或變電站的進(jìn)線保護(hù)段較大的線路或變電站的進(jìn)線保護(hù)段 2.2.雷繞擊導(dǎo)線時的耐雷水平雷繞擊導(dǎo)線時的耐雷水平5.3.3 5.3.3 雷擊跳閘率雷擊跳閘率雷擊桿塔塔頂時的跳閘率u雷繞擊導(dǎo)線時的跳閘率雷擊桿塔塔頂?shù)拇螖?shù)u雷繞擊導(dǎo)線的次數(shù)有避雷線線路雷擊跳閘率有避雷線線路雷擊跳閘率5.4 5.4 高桿塔輸電線路的雷電過電壓高桿塔輸電線路的雷電過電壓 高桿塔輸電線路的特點(diǎn)高桿塔輸電線路的特點(diǎn)1. 桿塔高度增高導(dǎo)線上的

7、感應(yīng)電壓分量增大塔身電感增大，塔頂電位升高桿塔幾何尺寸增大，雷電波在桿塔內(nèi)的折反射現(xiàn)象不可忽略2. 2. 輸電線路自身的電壓等級較高輸電線路自身的電壓等級較高沖擊放電電壓較高耐雷水平提高工頻電壓較高絕緣子串上的電壓將會增大導(dǎo)線與避雷線間的距離增大繞擊導(dǎo)線的概率增大5.4.1 5.4.1 雷擊塔頂產(chǎn)生的雷電過電壓雷擊塔頂產(chǎn)生的雷電過電壓計算雷擊塔頂產(chǎn)生過電壓的方法規(guī)程法行波法蒙特卡洛法故障樹法EMTP/ATP 行波法行波法500kV酒杯形鐵塔桿塔多波阻抗模型l 橫擔(dān)波阻抗橫擔(dān)波阻抗l 主支架波阻抗主支架波阻抗l 支架波阻抗支架波阻抗l 相交法判斷絕緣子串閃絡(luò)相交法判斷絕緣子串閃絡(luò) 5.4.2 5

8、.4.2 輸電線路的雷電輸電線路的雷電繞擊繞擊1. .經(jīng)經(jīng)典電氣幾何模型典電氣幾何模型導(dǎo)線擊距地面擊距(等擊距)地面擊距(不等擊距) 2. Eriksson2. Eriksson改進(jìn)電氣幾何模型改進(jìn)電氣幾何模型l 吸引半徑吸引半徑 結(jié)構(gòu)物高度，mH 雷電流幅值，kAI屏蔽失效完全屏蔽l 繞擊閃絡(luò)率 繞擊耐雷水平，kAIc 最大繞擊電流，kAIm 繞擊弧和屏蔽弧弧長，mL1、L2 雷電流幅值概率密度函數(shù)f(I)5.5 5.5 輸電線路的輸電線路的防雷措施防雷措施 防止雷電直擊導(dǎo)線 對雷擊塔頂?shù)睦纂娏髌鸱至髯饔?對導(dǎo)線有耦合作用架設(shè)避雷線 降低塔頂電位，提高線路反擊耐雷水平降低桿塔接地電阻 有一定的分流作用 對導(dǎo)線有耦合作用架設(shè)耦合地線 防止同桿架設(shè)的雙回線路同時閃絡(luò)跳閘采用不平衡