輸電線路防雷技術(shù)課程課件

輸電線路防雷技術(shù)雷擊輸電線路的方式大氣過電壓：直擊雷過電壓：①、②、

③感應(yīng)雷過電壓：④、②、①其中④只對35KV以下線路有危害大氣過電壓帶來的后果：發(fā)生短路接地故障雷電波侵入變電所，破壞設(shè)備絕緣，造成停電事故衡量線路防雷性能的優(yōu)劣：耐雷水平：線路遭受雷擊所能耐受不至于引起閃絡(luò)的最大雷電流（kA）雷擊跳閘率：每100km線路每年因雷擊引起的跳閘次數(shù)輸電線路的雷擊事故在我國跳閘率比較高的地區(qū)的高壓線路由雷擊引起的次數(shù)約占40～70％，尤其是在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊事故率更高在日本50％以上電力系統(tǒng)事故是由于雷擊輸電線路引起的，雷擊經(jīng)常引起雙回同時(shí)停電，20－30％的輸電線路故障發(fā)生在雙回輸電線路美國、前蘇聯(lián)等十二個(gè)國家的電壓為275－500kV總長為32700km輸電線路連續(xù)三年的運(yùn)行資料中指出，雷害事故占總事故的60％一、輸電線路的感應(yīng)過電壓

1、雷擊線路附近大地時(shí)靜電感應(yīng)電磁感應(yīng)感應(yīng)過電壓-靜電感應(yīng)分量在雷電放電的先導(dǎo)階段（假設(shè)為負(fù)先導(dǎo)），線路處于雷云及先導(dǎo)通道與大地構(gòu)成的電場之中。由于靜電感應(yīng)，最靠近先導(dǎo)通道的一段導(dǎo)線上感應(yīng)形成束縛電荷主放電開始以后，先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷自下而上被迅速中和。相應(yīng)電場迅速減弱，使導(dǎo)線上的正束縛電荷迅速釋放，形成電壓波向兩側(cè)傳播由于主放電的平均速度很快，導(dǎo)線上的束縛電荷的釋放過程也很快，所以形成的電壓波u＝iZ幅值可能很高。這種過電壓就是感應(yīng)過電壓的靜電分量感應(yīng)過電壓-電磁感應(yīng)分量在主放電過程中，伴隨著雷電流沖擊波，在放電通道周圍空間出現(xiàn)甚強(qiáng)的脈沖磁場，其中一部分磁力線穿過導(dǎo)線－大地回路，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這種過電壓為感應(yīng)過電壓的電磁分量感應(yīng)過電壓計(jì)算無避雷線時(shí)感應(yīng)過電壓為導(dǎo)線越高，感應(yīng)過電壓越高。一般Ug?500kV，在110kV線路上不引起閃絡(luò)。避雷線對感應(yīng)過電壓的屏蔽作用2）避雷線接地時(shí)：實(shí)際上，避雷線與大地連接保持地電位，電位為0，可以假設(shè)為避雷線上再疊加了-Ugb的感應(yīng)電壓-Ugb在導(dǎo)線上耦合電壓為-KUgb導(dǎo)線上的實(shí)際感應(yīng)電壓1）避雷線不接地時(shí)：即避雷線的屏蔽效應(yīng)使導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷減少，感應(yīng)電壓降低了（1－K）倍2、雷擊塔頂時(shí)的感應(yīng)過電壓（S<65m）雷擊塔頂時(shí)迅速向上發(fā)展的主放電引起周圍空間電磁場的突然變化，會在導(dǎo)線上感應(yīng)出與雷電流極性相反的電壓，以靜電感應(yīng)分量為主無避雷線時(shí):有避雷線時(shí)，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓由于屏蔽效應(yīng)，感應(yīng)電壓降低了（1－K）倍二、輸電線路直擊雷過電壓和耐雷水平

1、雷擊桿塔塔頂：雷擊塔頂時(shí)雷電流可通過下列途徑的分流：避雷線桿塔閃絡(luò)后相導(dǎo)線也可分流反擊雷擊塔頂?shù)倪^電壓分析波頭部分塔頂電位最高塔頂電位桿塔的分流110kV:0.9(1S),0.86(2S)220kV:0.92(1S),0.88(2S)500kV:0.88(2S)2、雷擊桿塔時(shí)導(dǎo)線的電位避雷線耦合到導(dǎo)線上的電位：u1=kutd(避雷線與塔頂電位相同)雷擊塔頂時(shí)雷電先導(dǎo)在導(dǎo)線上的的感應(yīng)電位：

U2=-αhd(1-k)

U2為負(fù)的理由：雷電先導(dǎo)在導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓的極性（感應(yīng)出正電荷）與流入桿塔中的電流極性相反導(dǎo)線電位絕緣子串的作用電壓:

Uj=塔頂電位Utd

–導(dǎo)線電位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、絕緣子串上作用的過電壓4、線路絕緣子耐雷水平當(dāng)作用在線路絕緣子上的電壓Uj>絕緣子串沖擊閃絡(luò)電壓Uj50%絕緣子將發(fā)生閃絡(luò)，由于塔頂電位高于導(dǎo)線電位，閃絡(luò)將從桿塔向?qū)Ь€發(fā)展，故稱為反擊。耐雷水平:雷擊桿塔時(shí)絕緣子串上承受最大雷電沖擊電壓所對應(yīng)的雷電流:反擊耐雷水平與導(dǎo)線－地線間的耦合系數(shù)k，桿塔分流系數(shù)β，桿塔沖擊接地電阻Rch，桿塔等值電感Lgt以及絕緣子串的50％放電電壓Uj50％等因素有關(guān)還必須考慮工頻電壓的作用以及觸發(fā)相位距離遠(yuǎn)，耦合系數(shù)小，一般以外側(cè)或下方導(dǎo)線計(jì)算通常以降低Rch，提高k為提高反擊耐雷水平的主要手段提高耦合系數(shù)K的方法:1)將單避雷線改成雙避雷線2)在導(dǎo)線下放增設(shè)架空地線(耦合地線),也起到分流作用反擊耐雷水平35kV:20-30kA110kV:40-75kA220kV:75-110kA330kV:100-150kA500kV:125-175kA二、雷擊避雷線檔距中央避雷線雷擊點(diǎn)A的電壓：Z0Zb/2Aig彼得遜法則1、當(dāng)雷電波頭長度大于檔距時(shí)Z0AZb/2避雷線雷擊點(diǎn)A的電壓：雷擊點(diǎn)最高點(diǎn)電位出現(xiàn)在從桿塔反射回來的負(fù)電壓波到達(dá)時(shí)刻:此時(shí)雷電流iL=αt=αL/Vb間隙S承受的最大電壓:感應(yīng)過電壓與下列因素有關(guān):①雷電波陡度;②檔距長度;③耦合系數(shù).S最短間隙距離從Us的50％擊穿電壓得到。我國降規(guī)程負(fù)反射故波尚未半返回雷降擊點(diǎn)時(shí)膜，雷電口流已過膽峰值，A點(diǎn)最嶼高電夕位由獅雷電使流峰撫值確退定一般碑罕見滿雷擊蓋檔距飾中央2、當(dāng)圖雷電忽波頭鄭長度授小于雙檔距劇時(shí)三、敵雷擊駛導(dǎo)線王－繞努擊時(shí)含的過洲電壓繞擊過陷電壓：幅值邪為：設(shè)Z0≈Zd/2幟,取Zd=40渠0,則UA≈1階00ILZ0Zd/2Aid彼得仿遜法癢則繞擊絨耐雷剝水平繞擊侵耐雷減水平繞擊線霉路的耐炒雷水平藝很低500kV線路2韻7.4kA，爭220左kV-臭12k斜A，1盤10k假V-7縣kA11興0k制V以上線武路要求偉全線架射避雷線繞擊率塌：平原線儉路：山區(qū)線貸路：四、輸趨電線路棗的雷擊暈跳閘率建弧址率：當(dāng)雷電溜流超過器線路耐幻玉雷水平供時(shí),線路駕絕緣焰發(fā)生熊閃絡(luò),雷電流拜經(jīng)閃絡(luò)巾通道入映地,時(shí)間在滅幾十微品秒,線路開頌關(guān)來不僻及動(dòng)作.只有菌當(dāng)沿些閃絡(luò)益通道攝流過訴的工遵頻短挪路電屆流的役電弧簡持續(xù)侵燃燒蓄時(shí),線路倍才會咳跳閘墳停電.建弧率?份沖擊典閃絡(luò)歇轉(zhuǎn)為拴工頻壞電弧售的概習(xí)率:與弧期道中貫的平受均電狹場強(qiáng)旅度有體關(guān),與閃絡(luò)嚷瞬間工澤頻電壓跨的瞬時(shí)茶值和游賣離條件葛有關(guān)絕緣仁子串燃的電辜壓梯面度:100依km年的雷蓬擊次數(shù)螺（40個(gè)雷電浙日）：N次中擊銀中塔頂逃引起線宴路跳閘飾次數(shù)g為擊桿咱率,離P1為雷電育流幅值距超過雷忘擊桿塔忠的耐雷巾水平的媽概率繞擊驢導(dǎo)線誦的跳莖閘率Pa為繞擊尤率,P勁2為雷電得流幅值堪超過繞染擊耐雷蜘水平的墨概率線路賠跳閘盼率：五、毫輸電尋線路佳的防漢雷保癥護(hù)措匪施1、架貓?jiān)O(shè)避逗雷線用（屏羨蔽作拼用）眼：引咳導(dǎo)雷嚷電向春避雷雹線放撲電，清通過但桿今塔和蜜接地狼裝置困將雷英電流坦引入躲大地禍，從泡而使底被保湯護(hù)物耍體免稈遭雷睬擊。防止自直接鐵雷擊冤導(dǎo)線分流減恢少經(jīng)桿蕉塔入地共電流，危降低塔府頂電位降低感湖應(yīng)過電曬壓110kV以上應(yīng)隔全線架傍設(shè)避雷大線保護(hù)角而：避雷幸線和外伏側(cè)導(dǎo)線姑的連線遣與垂線稀之間的仆夾角，收保護(hù)角某越小，園對繞擊橫雷的保刻護(hù)效果踐越好，啞110kV:保護(hù)母角2暑0～饅30層o，既50抓0kV負(fù)保拌護(hù)角航。受拴桿塔蘋結(jié)構(gòu)革的限習(xí)制。2、降低次桿塔接慮地電阻智（疏淤摩）土壤伙電阻旁率低跳的地杏區(qū)，逝應(yīng)充敬分利縣用鐵務(wù)塔、棗鋼筋疤混凝胃土桿倆的自塘然接紋地電漂阻土壤電悄阻率高臥的地區(qū)載，可采遍用多根其放射形礎(chǔ)接地體逆或連續(xù)這伸長接粘地體以貪及垂直覆接地電賞極等措冷施3、加愿強(qiáng)絕緣恢（加高秒堤壩）對大辭跨越紙、高凈桿塔蕩，落囑雷機(jī)欲會多誼等情贏況，逼可增具加絕面緣子袋片數(shù)4、雙挖回輸榴電線胳路采用用不泥平衡搞絕緣敲（放區(qū)水）一回普提通絕緣守，一回洲加強(qiáng)絕你緣，當(dāng)肢雷擊時(shí)需普通絕宅緣先閃歷絡(luò)，閃挪絡(luò)后相寒當(dāng)于地樹線，增傳加了對許加強(qiáng)絕稻緣線路蔑的耦合良作用，齒提高了拿耐雷水諒平，保運(yùn)證正常抵供電。5、架設(shè)親耦合地貍線：在降低適桿塔接朵地電阻攻有困難災(zāi)時(shí)，在股導(dǎo)線下坦方架設(shè)棄一條接謹(jǐn)?shù)鼐€。升它具有愧分流作窄用，又紗加強(qiáng)了章避雷線情對導(dǎo)線控的耦合系。運(yùn)行兔經(jīng)驗(yàn)表獅明，該音措施可赤降低雷荒擊跳閘疲率50?。プ笥?、采用們消弧線墾圈接地結(jié)方式：適用鮮11秘0kV及以己下電窮壓等談級電駱網(wǎng)，爸可使馳大多責(zé)數(shù)雷倘擊單袍相閃賀絡(luò)接壟地故墨障被府消弧孝線圈濁消除妄，不塑至發(fā)杜展為謊持續(xù)槳工頻宅電弧陳。我怖國的輸運(yùn)行鋪經(jīng)驗(yàn)季表明手，該抹措施幫可使駱雷擊辭跳閘楊率降演低1撲/3須左右7、裝設(shè)授自動(dòng)重昌合閘裝質(zhì)置：我國突11變0kV及以徑上線握路重描合閘歸成功娛率達(dá)殲75叼～9抱5％8、安裝挖線路避免雷器（火水漲船域高）：并聯(lián)有連接槍在絕筒緣子條串上錫，當(dāng)拼作用分電壓旋超過兔避雷樹器的擱放電佳電壓敲時(shí)，待避雷愛器先底放電績，避個(gè)免了英絕緣拘子串伯的閃身絡(luò)良好瞇的伏欣秒特勁性，槍實(shí)現(xiàn)楚合理居的絕濁緣配蝴合良好的促絕緣強(qiáng)累度自恢眾復(fù)能力云，利于勿快速切鳴斷工頻洽續(xù)流，礙使電力助系統(tǒng)得剖以繼續(xù)錄運(yùn)行硅橡膠遍護(hù)套氧城化鋅線令路避雷坑器已取于得良好薄應(yīng)用效百果日本總膜結(jié)77kV各種防翼雷措施收效果的盈統(tǒng)計(jì)結(jié)橡果：增加絕懸緣、架污設(shè)耦合瞞地線、積減少桿姓塔接地道電阻，貧可使雷熟擊跳閘仍次數(shù)分集別降至遵62%親、56撥%、4籃5%，磚安裝氧吃化鋅線段路避雷導(dǎo)器后可道消除雷霧擊跳閘航事故安裝線株路避雷擊器的基本儉要求瞞：線路避半雷器的寺應(yīng)用線路捕避雷定器的抹投資剖較大擱，難釣以普密遍采餓用建議優(yōu)乎先安裝連在下列櫻條件桿孔塔：山區(qū)張線路短易擊坑段、駁易擊串點(diǎn)的合桿塔山區(qū)線屈路接地塊電阻超雞過10雄0Ω且發(fā)生櫻過閃絡(luò)車的桿塔水電站捐升壓站揉出口線暢路接地調(diào)電阻大芳的桿塔騾大跨越遇高桿塔多雷區(qū)六雙回線畜路易擊燭段、易澆擊點(diǎn)的貫一回線閣路上線路丹避雷隸器保約護(hù)絕揚(yáng)緣子顧原理線路那避雷挺器的峰發(fā)展美國：錯(cuò)美國AEP和GE公司刃19頃80煙年開圈始研祝制線拒路防拉雷用令合成值絕緣Zn襪O避雷器許，19洗82年舍10月佛有75驢只在1銜38kV線路上油投入試禮運(yùn)行。象運(yùn)行表饞明在裝筐有避雷肚器的被甚保護(hù)線求段沒有卸出現(xiàn)絕氧緣子串鋒的閃絡(luò)逆。法國：雀199蠟8年開捎始在6鹿3kV和90kV線路安圈裝避雷量器日本打：1鈴98白1－扒19團(tuán)83受年研廢制出劈燕無間酷隙的裙77kV合成絕組緣避雷卡器。1喝986毅年5月未開始在皆雷電活素動(dòng)特別辜嚴(yán)重地拋區(qū)的輸拜電線路姻上安裝哲。線路捕沒有出慌現(xiàn)任何司事故，華而沒有姿安裝避垂雷器的侮線路則壺仍有故怠障出現(xiàn)姥。線路敞避雷幟器的彎發(fā)展日本：所198豬8年2究75kV