第九章輸電線路防雷保護(hù)

雷擊導(dǎo)線水平距離65m以外的大地時(shí)，由于空間電磁場(chǎng)的μs第一節(jié)電磁分量：主放電電生磁場(chǎng)變化形成感應(yīng)過(guò)電壓。S>65m時(shí)，單導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓為：U25Ilhd IlKAhdm；S當(dāng)導(dǎo)線上方掛有避雷線時(shí)：由于其效應(yīng)，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷就會(huì)減少，導(dǎo)線上的Ug

25ILS

Ug

hghd

Ug

25ILS位，以此來(lái)保持避雷線為零電位，由于避雷線與導(dǎo)線的耦合作用，此(Ugb將在導(dǎo)線上產(chǎn)k(Ugb),其中k為避雷線和導(dǎo)線的耦合系數(shù)。這樣，導(dǎo)線上的電位將為U

Ug

kUg

hb)U

(1k上式可以表明，接地避雷線的存在，可使得導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓Ugd下降到Ugd。合系數(shù)k越大，則導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓越低。U25Ilhd ①40mUgd②有避雷線時(shí)，由于避雷線的作Ugd

(1hg00

a－感應(yīng)過(guò)電壓系數(shù)（kVm）等于雷電流平均陡度

IL

k0同。雷擊避雷線路的情況可以分為3種，即雷擊桿塔塔頂、雷擊避雷線檔距、雷繞過(guò)雷擊瞬間自雷擊點(diǎn)（即塔頂）3個(gè)負(fù)電流波數(shù)值之和相等。線路絕緣上的過(guò)電壓即由由雷電通道中正電流波的運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)線上所產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓已在上節(jié)闡述過(guò)了，Lgt9-2-2Lb約為0.67l(Hl為檔距的長(zhǎng)度，m)，雙根避雷線約為0.42l(HRch分流作用，流經(jīng)桿塔的電流igt將小于雷電流iL。igt :9-2-3uR

LdigtR

ch

a

ch

a

diL

則橫擔(dān)對(duì)地電位的幅值UaUaIL

La)ILL

ah hU

I

Lgtha

Lgthgt為桿塔的高度;ha

R

L

R

diL

ch

gt

ch

gt

塔頂電位幅值可表示為：UtdRchILIL2.6IL(Rch由于避雷線與導(dǎo)線間耦合作用，導(dǎo)線上將產(chǎn)生耦合電壓kUtd（k耦合系數(shù)d雷擊桿塔在導(dǎo)線ah(1hbk，與雷電極性相反（kdh hd數(shù)故導(dǎo)線的電位可表示為

(1hbk00UU

UkUah(1hbkh hU

d(RLgtha

Rch

U

(

k)Lgt(1hbk)hd

hh

d0d確定的工作電壓分量。對(duì)于220kV及以下的線路，其工作電壓所占不大，一般可以省3當(dāng)電壓Uj未超過(guò)線路的絕緣水平，即UjU50%時(shí)，導(dǎo)線與桿塔之間不會(huì)閃絡(luò)。由此Il為Il

(1k)Rch(ak (1bk0)

%是負(fù)極性的，此時(shí)導(dǎo)線相對(duì)于桿塔處于正電位，而且絕緣子串的U50%在導(dǎo)線為正極性時(shí)較低。Il(P2279-2-4所列)此時(shí)是帶上了高電位，反過(guò)來(lái)對(duì)輸電線路放電，把雷電過(guò)電壓施加到 ，并進(jìn)而侵為了減少反擊須提高耐雷水平,分析可知提高耐雷水平的主要措施有 增大耦合系數(shù)k可以減少絕緣子串上的電壓和感應(yīng)過(guò)電壓 加強(qiáng)線路絕緣增加絕緣子片數(shù),采用更好的絕緣材料二、雷擊避雷線檔距時(shí)的過(guò)電壓運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在有避雷線的線，雷擊避雷線檔距的概率大約只有10%，但雷擊避雷線檔距示意圖如上圖所示從雷擊引起導(dǎo)地線間氣隙擊穿的角度來(lái)看雷擊避雷線最嚴(yán)重的情況是雷擊點(diǎn)處于檔距時(shí)，因?yàn)檫@時(shí)從桿塔接地點(diǎn)反射回來(lái)的異號(hào)電壓波抵達(dá)雷擊點(diǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)，雷擊點(diǎn)上的過(guò)電壓幅值最大。雷擊避雷線檔 的情況，其中zb為避雷線的波阻抗，雷擊點(diǎn)的阻抗為兩側(cè)避雷

A

iz

2uizb z

z0zbL2zz0b此電壓波uA自雷擊點(diǎn)沿兩側(cè)避雷線向相鄰桿塔運(yùn)動(dòng)，由于桿塔的接地電阻要比桿塔和0b電壓波uAAAt2(

)/

lmhgtmvbm/us0.75A的最高電位將出現(xiàn)在t1時(shí)刻。若雷電流為平頂斜角波，其波前的表達(dá)式為iLat（a為雷電流波前陡度1a30kAus，則可得到雷擊點(diǎn)電壓uA1u(t)

z0

at,t

11u(t)11

z0

at,t

上式中請(qǐng)注意t,t1的關(guān)系，以及uA(t關(guān)于它們的表示；由上式可見(jiàn)，在tt1時(shí)，雷擊電電壓達(dá)到最大值為U az0

(l2h0 (2z0b

KUA的電壓(由于此時(shí)是雷擊故導(dǎo)線上沒(méi)有雷電感應(yīng)電壓)S上所承受的最高電壓US為：U

(1k)

az0

(l

0 0

zb由上式可以看出，雷擊避雷線檔距的時(shí)，雷擊處避雷線與導(dǎo)線間的空氣隙S上的根據(jù)理論分析和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，規(guī)程規(guī)定在檔距，導(dǎo)線和避雷線之間的空氣距離S,15CS0.012l式中的l表示的是檔距長(zhǎng)度，m

當(dāng)檔距長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)（如大檔若按上式計(jì)算出的S大于下表中所規(guī)定的值時(shí)，可36直接導(dǎo)線的可能性，發(fā)生這種繞擊的概率稱(chēng)為繞擊率pa，一旦出現(xiàn)這種情況，往往

lglg

aaaa越小，避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)作用越好；h為桿塔的高度。繞擊導(dǎo)線時(shí)導(dǎo)線上的電壓為u

z00 L0

U

z00 L20

從上式可知，繞擊時(shí)導(dǎo)線上的電壓幅值UdIL的增加而增加，若超過(guò)線路50%閃絡(luò)電壓U50%來(lái)計(jì)算。即：I2

2z0zdzz0 因規(guī)程認(rèn)為z ，z400 I24U50%/zd

根據(jù)規(guī)程計(jì)算的方法。35、110、220、330kV3.5,7,12第三節(jié)一、建弧率()(4.5E075式中，E為絕緣子串的平均運(yùn)行電壓梯度[kV（有效值）/m]ljlj

E（m成相間閃絡(luò)而跳閘因此uelj是相間絕緣長(zhǎng)度。E6kVm（有效值）時(shí)，可以近似認(rèn)為0。n的計(jì)算g跳閘率：用n來(lái)表示，40100公里線路n10.28(b4hb

n20.28(b4hbg 012 —第四節(jié)這里先扼要介紹一下現(xiàn)代輸電線所采用的各種防雷保護(hù)措施；一避雷線(地線)0kV、330kV全線雙避雷線（a200kV除少雷區(qū)外全線架設(shè)避雷線（a20~305