电力系统防雷保护的初步研究
电力设备防雷保护技术研究
电力设备防雷保护技术研究近年来，随着电力设备的日益发展，雷电对电力系统的威胁也日益增大。
为了保护电力设备免受雷击的影响，防雷保护技术日益成为电力行业的热门研究领域。
本文将探讨电力设备防雷保护技术的研究现状和发展趋势。
一、防雷保护技术的重要性在电力系统中，雷电是一种严重的自然灾害，它不仅会对电力设备造成直接损害，还会给用户的生活和工作带来安全隐患。
因此，研究电力设备防雷保护技术对维护电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
防雷保护技术的主要目标是降低雷电对电力设备的影响，保护设备免受雷击的损害。
为了达到这一目标，需要从预防雷电、降低雷电对设备的侵害程度以及减少雷电故障修复时间等方面进行研究。
二、防雷保护技术的研究现状目前，电力设备防雷保护技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 雷电探测技术：雷电探测是实施防雷保护措施的首要环节。
目前，常用的雷电探测技术包括电场法、磁场法和光学法等。
这些技术通过对雷电的探测和统计分析，为防雷保护提供了基础数据。
2. 雷电防护材料：雷电防护材料在防护设备的设计中起着至关重要的作用。
研究人员正在探索不同类型的雷电防护材料，如金属、陶瓷、聚合物等，以提高设备的防雷能力。
3. 防护设备设计：防雷保护设备的设计是防雷技术研究的核心之一。
研究人员通过对雷电行为和设备特性的研究，设计出适应电力设备需要的优化防护措施。
4. 防雷保护系统：防雷保护系统是电力设备防护的综合体。
通过将各种防护措施有机结合，形成一个完整的系统来保护电力设备免受雷电的损害。
目前，研究人员正在积极研发各种智能化的防雷保护系统。
三、电力设备防雷保护技术的发展趋势随着电力设备的不断升级和雷电威胁的日益加大，电力设备防雷保护技术也在不断发展改进。
未来电力设备防雷保护技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 智能化技术的应用：随着物联网、人工智能等技术的发展，未来的电力设备防雷保护系统将实现自动化、智能化的管理和控制。
电力系统防雷技术方案之研究
电力系统防雷技术方案之研究摘要：文章首先简要阐述了电力系统防雷的必要性，在此基础上对电力系统防雷技术方案进行论述。
期望通过本文的研究能够对电力系统安全、稳定、可靠运行有所帮助。
关键词：电力系统；防雷；技术方案电力系统在国民生产中的重要性不言而喻，保证系统的稳定运行是电力企业的工作重点。
据相关调查统计结果显示，在电力系统的各种问题中，因雷击引起的故障问题所占的比例较大，所以必须对电力系统防雷予以高度重视。
借此，本文就电力系统防雷技术方案展开研究。
1电力系统防雷的必要性近年来，我国的电力系统日趋完善，电网的规模也随之逐步扩大，其中的电力设备越来越多，这些设备的运行安全、稳定与否，直接关系到整个电力系统的运行可靠性。
在自然界中，雷电是对电力设备危害程度最高的一类灾害，这是因为雷电在放电的过程中，会产生出较大的破坏力，如果作用到电力设备上，轻则会造成设备失灵，重则会使设备当场损坏，并且电力系统所处的环境越空旷，遭受雷击的可能性就越大。
现如今，随着电力系统自动化和智能化程度的不断提高，大量的微电子设备得到了广泛应用，由于此类设备的抗干扰能力并不是很强，很容易受到雷电的干扰，并且当设备遭受雷击之后，损坏的可能性非常之高，当微电子设备出现故障后，会严重影响电力系统的运行，自动化和智能化控制功能会陷入瘫痪状态，区域范围内的正常电能供应将会随之中断，不但影响了电力用户的使用，而且还给电力企业造成巨大的经济损失。
雷电之所以会对电力系统中的各种设备造成危害主要与以下几个方面有关：一是雷电现象出现时，如果直接作用于电力设备或是线路上，极有可能导致设备被击穿，或是线路绝缘损坏，由此所产生的危害非常之大。
二是雷电出现时，会伴随有一定的静电感应，其对架空线路的影响较大。
三是雷电会通过线路侵入到电力设备当中，由于这部分电流的强度较高，所以很容易造成设备损坏。
鉴于雷电对电力系统的种种危害，必须采取科学合理、行之有效的防雷技术措施，降低雷电的影响，从而确保电力系统安全、稳定、可靠运行。
电力系统的防雷保护技术研究
电力系统的防雷保护技术研究一、引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。
然而，天灾人祸常常给电力系统带来巨大的破坏和危害，其中雷电是其中之一。
雷电是一种极其强大的自然现象，能够在短短几百毫秒内释放出巨大的能量，造成电力设备的故障和损坏。
因此，电力系统的防雷保护技术的研究变得尤为重要。
二、雷电形成和原理雷电是一种静电放电现象。
在云中，水蒸汽与冰晶碰撞之间造成的静电分离，形成正、负电荷。
在云底与地面之间建立了电场，当电场强度达到一定程度时，就会发生闪电放电，即雷电。
雷电能够释放出大量的能量，对电力系统造成毁灭性的影响。
三、电力系统的防雷保护技术概述电力系统的防雷保护技术旨在减少或消除雷电对电力系统造成的损害。
这种技术主要包括以下几个方面：1. 雷电监测与预警系统：通过使用雷电监测与预警系统，可以提前获知雷电的来临，从而采取相应的保护措施。
这种系统可以使用各种传感器和监测设备，例如电浆天线、高速相机和雷达等。
2. 避雷装置：避雷装置是电力系统防雷保护的核心技术之一。
它可以通过引导和释放雷电能量，将其有效地分散到大地中，减少对电力设备和建筑物的影响。
避雷装置主要有接闪间隙、避雷针和金属隔离线等。
3. 接地系统：电力系统的接地系统能够将任何电流回路与大地连接，从而消除雷电产生的电位差，减少雷电对电力设备的威胁。
好的接地系统能够提供低阻抗路径，有效地将雷电电流引入大地。
4. 屏蔽技术：利用屏蔽技术可以减少电力设备对外部电磁场的敏感性，从而降低因雷电引起的电磁脉冲对电力系统的干扰。
屏蔽技术可以使用金属屏蔽罩、绝缘材料和电磁屏蔽房等。
四、电力系统的防雷保护技术研究进展目前，关于电力系统的防雷保护技术的研究已取得了一些进展。
以下是一些重要的研究方向和成果：1. 新型避雷装置的设计与应用：研究人员正在探索新型避雷装置的设计和应用。
例如，使用可触发式避雷针可以更加准确地释放雷电能量，避免了由于传统避雷针的误引导而导致的电力系统故障。
电力系统中防雷技术的研究与应用
电力系统中防雷技术的研究与应用第一章：引言随着电力系统的不断发展和扩展，电力设施的规模愈加庞大。
然而，随之而来的还有一系列的问题，如雷击、人为操作失误等。
其中，雷击是导致电力系统设施损坏和电力质量不稳定的主要原因之一。
因此，防雷技术的研究和应用具有重要意义。
第二章：电力系统中的雷暴特征分析雷击具有数学上的随机性，需要通过数理模型来描述。
通过对电力系统中历年雷电统计数据的分析，可以得出雷击次数的分布规律。
同时，还需要对电力设施所处的地理位置、环境、特殊气象等因素进行考虑，以确定防雷技术的具体措施。
第三章：电力系统中的防雷技术分类根据雷击发生的位置、设施类型和防雷技术的特点，可以将防雷技术分为四类：绝缘型、接地型、避雷型和混合型。
绝缘型防雷技术主要用于大型输电线路和变电站，接地型防雷技术适用于小型电力设施，避雷型防雷技术则通过设置避雷针或避雷网的方式来保护电力设施。
混合型防雷技术则是将不同种类的防雷技术结合使用，以提高防雷效果。
第四章：电力系统中的防雷材料研究目前，防雷材料的研究主要包括两个方面：抗雷击外壳和避雷针材料。
抗雷击外壳主要采用金属、聚合物和复合材料等，而避雷针材料则选择高导电率的金属材料。
此外，还可以通过加入纳米级的添加剂来提高材料的防雷性能。
第五章：电力系统中的防雷措施应用在实际应用中，防雷措施需要根据不同的设施类型和地理位置进行选择和调整。
如在建设高压输电线路时，应优先选择绝缘型防雷技术，而在建设在山区陡峭地带的电力设施时，则需要配备避雷针。
第六章：电力系统中防雷技术的前景展望随着人们对电力质量和电力设施安全性的要求不断提高，防雷技术的研究和应用必将会更加广泛和深入。
未来，随着新材料、新技术和新理念的涌现，电力系统中的防雷技术也会得到不断升级和完善。
结论电力系统中防雷技术的研究与应用是重要的，可以有效保障电力设施的安全运行。
在未来的发展中，我们需要不断地创新，推动防雷技术的发展，以在更大程度上提高电力设施的安全性和稳定性。
电力系统防雷与过电压保护技术研究
电力系统防雷与过电压保护技术研究随着人类社会的不断进步和科技的快速发展，电力系统在现代生活中扮演着重要的角色。
然而，电力系统面临着各种各样的威胁，其中之一就是雷电和过电压。
这些因素不仅可能对电力系统造成损坏，还可能对人们的生活和财产安全造成威胁。
因此，研究电力系统的防雷和过电压保护技术显得至关重要。
雷电是指地球大气中产生的强电流放电现象。
当雷电击中电力系统时，它会产生巨大的瞬态过电压，可能造成设备的损坏。
为了保护电力系统免受雷击的影响，我们需要寻求一种有效的防雷技术。
一种常用的方法是在电力系统中安装避雷针，将雷电引向地下而不是撞击到系统设备上。
另外，我们还可以利用避雷器来吸收过电压，防止其传导到电力系统中。
这些防雷技术可以显著减少雷击造成的损害，并维护电力系统的正常运行。
过电压是指电力系统中出现的电压超过正常运行范围的现象。
这种情况可能是由于雷击、电网故障或其他原因造成的。
过电压可能对系统设备造成严重损坏，甚至导致设备的失效。
因此，过电压保护技术非常重要。
在电力系统中，我们经常使用过电压保护器来监测电压并触发保护装置。
过电压保护器通常通过将电压降到安全水平或将过电压转移到可耐受的地方来保护系统设备。
在电力系统防雷与过电压保护技术的研究中，人们还注意到了一些其他因素。
例如，接地是一项重要的技术，可以帮助将雷电和过电压引导到地下，并减少对电力系统的影响。
接地系统的合理设计和施工对于电力系统的安全运行至关重要。
此外，人们还研究了材料的选择，以提高设备的耐雷性能和过电压保护能力。
同时，为了更好地研究电力系统防雷与过电压保护技术，人们还进行了模拟和实验研究。
通过建立电力系统的模型，我们可以研究不同防雷和过电压保护技术对系统性能的影响。
通过实验研究，我们可以验证理论模型的准确性并得出更可靠的结论。
这些研究方法使我们能够更好地了解电力系统的行为，并为改进防雷与过电压保护技术提供基础。
总之，电力系统防雷与过电压保护技术的研究至关重要。
电力系统中的防雷保护技术研究
电力系统中的防雷保护技术研究随着电力系统的不断发展，安全、稳定运行变得越来越重要。
其中一个重要的问题就是如何防御雷击对电力系统带来的损失。
雷击是一种突发电流，能够造成电力设备的爆炸、火灾，甚至导致停电，给人们带来极大的危害。
因此，防雷保护技术是电力系统中必不可少的一部分。
本文将从以下几个方面对电力系统中的防雷保护技术进行研究。
1. 雷击对电力系统的影响雷击对电力系统的影响主要体现在以下几个方面：1）设备故障：雷击会对电力设备造成损害，例如变压器、变电站、输电线路等。
这些设备被损坏，会导致电力丢失和供电中断。
2）安全风险：雷击在电力设备中产生的大量能量有可能引发火灾或爆炸，产生严重的安全风险。
3）经济损失：由于雷击引起的故障和安全风险，电力系统的维修和恢复成本也是相当高的，给电力系统产生巨大的经济损失。
2. 防雷保护技术的现状目前，防雷保护技术已经取得了一些重要的进展和成果。
主要的技术包括：1）接地系统：接地系统是防雷保护的重要技术，通过将金属接地，将雷击带电物体的电荷引入地面，减少了雷击对电力设备的电磁作用，保护电力设备，从而达到防雷保护的目的。
2）避雷针：避雷针是在建筑物的高处安装的一种针状金属装置，能够将雷击电能引向地面，从而保护建筑物及周围设备。
3）雷电监测系统：雷电监测系统可以监测选择区域内的雷电频率、强度、时间等参数，及时预警防范雷击。
4）防雷装置：防雷装置包括了各种高压电器、变压器等设备内的防雷元件及其相关供电线路中的限流元件。
这些元件能够将雷击电流从设备引入地面，将大量雷击电能转化为短暂的吸收能量，防止电力设备被损坏。
3. 防雷保护技术的研究方向电力系统中的防雷保护技术已经有了一定程度的发展，但仍然存在一些问题和短板。
因此，对防雷保护技术进行深入地研究，将能够进一步提高电力系统的防雷能力，保障电力系统的安全和稳定运行。
1）防雷耐压实验研究：防雷保护体系中的各种元件都需要通过防雷耐压实验，才能发现其中的问题，提高防雷保护能力。
电力系统中的防雷保护
电力系统中的防雷保护防止雷击是电力系统运行中需要考虑的一个重要问题。
因为一旦遭受雷击，电力设施可能受损或烧毁，甚至导致停电事故。
因此，为了保障电力系统的正常运行，我们需要进行有效的防雷保护。
一、防雷保护的基本原理电力系统中的防雷保护主要采用两种原理：一是闪络放电原理，即通过接地使雷击电流自然分散；二是过电压保护原理，即通过引入防雷装置，将来自雷电的过电压分流或吸收，保护设施不受损害。
一个完善的防雷保护系统应该包括三个层面：一是对设施进行优化设计和布置，避免设施发生雷击；二是通过设立避雷带和接地装置等手段，使雷击电流自然分散，减小设施损害；三是通过装设避雷器等装置，吸收或分流雷电过电压，保护设施不受过电压损害。
二、防雷保护的常用设施1.避雷网和避雷针：避雷网是一种覆盖在建筑物或其他设施上的屏蔽网，避雷针是一种高耸在建筑物顶端的导体，能够在风雨雷电天气时吸收或分散雷电。
这些设施都是基于闪络放电原理来工作的。
2.接地装置：接地装置是电力系统中最基本的防雷设施之一，主要目的是将雷击电流自然分散到地下。
一般情况下，接地装置应该选取有较好导电性的地层作为接地层。
3.避雷器：避雷器是通过与雷电过电压相连接，将过电压分流或吸收的一种防雷设备。
避雷器应该选用适合电力系统工作的额定电压级别和额定雷电冲击电流。
4.绝缘子：绝缘子是一个将电极隔离开来的电气设备，可以防止电流通过器件。
在防雷保护中，绝缘子是最基本的防护措施。
优质的绝缘子能够减少设施因雷击引起的故障，提高设施的可靠性和经济效益。
三、防雷保护的实施措施1.规范设计和施工，尽量将电力设施设置在不易受雷击的位置，并合理布置防雷设施，避免设施损毁。
2.加强维护管理，定期检查设备和防雷装置是否正常运转，在必要时进行更换和修缮。
3.对于高耸物体，如高层建筑、广告牌等，应该加强监测和防范措施，减少雷击带来的损害。
4.提高人员防范意识，定期进行防雷培训，教育人员如何在雷电天气下行动，避免可能存在的危险。
电力系统的安全防雷
电力系统的安全防雷引言近年来，随着电力系统的快速发展和智能化进程的推进，电力系统的安全性和可靠性需求也日益增长。
其中，雷电是电力系统运行过程中的常见天气现象，但同时也是造成电力系统设备损坏和事故发生的主要原因之一。
为了确保电力系统的安全稳定运行，各国都十分重视电力系统的安全防雷工作。
本文将对电力系统的安全防雷进行详细探讨，以提供有关的技术和指导。
一、雷电对电力系统的影响雷电是指一种天气现象，通常伴随着闪电、雷声和电场强烈变化。
雷电对电力系统造成的主要影响包括：设备损坏、线路故障、电力中断以及人员伤亡等。
设备损坏：雷电会通过接触或感应作用，对电力系统中的设备造成直接击中或间接伤害。
例如，变压器、避雷器、断路器等设备受到雷击后，可能发生断裂、烧毁、内部故障等问题。
线路故障：雷电还会对电力系统的输电线路造成损害。
例如，由于雷电击中导线或塔杆，会导致线路短路、接地故障等，进而影响供电能力。
电力中断：雷电击中电力系统的设备或线路，可能导致系统的电力中断，进而影响用户的正常用电和生活。
人员伤亡：在雷电天气下，电力系统设备和金属物体会成为电场的集中区域，当人员触碰到这些物体时，有可能引起触电事故，进而造成人员伤亡。
二、电力系统的安全防雷技术为了有效防止雷电对电力系统的影响，各国电力系统普遍采用了一系列的安全防雷技术。
以下将介绍常用的几种技术措施。
避雷器：避雷器是电力系统中常用的主要防雷设备之一。
它可以根据其特殊结构和材料，在雷电击中时将产生的过电压迅速导入地面，起到保护设备和线路免受雷击的作用。
接地系统：良好的接地系统不仅可以保护设备和线路免受雷击，还可以降低接地电阻，提高系统的防雷能力。
在电力系统中，通过合理设计和施工接地系统，可以有效分散雷电的能量，减少雷电对设备的损害。
防护罩：在电力系统的高压设备和敏感设备上设置合适的防护罩，可以起到防止雷电直接击中设备的作用。
光纤接地电阻器：光纤接地电阻器是一种新型的防雷设备，在电力系统中发挥着重要的作用。
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高压电技术课程报告书题目：电力系统防雷保护的初步研究姓名：张渊学号：103521004专业：电气工程及其自动化指导老师：孟鹏设计时间：2013年6月电子与信息工程学院电力系统防保护的初步研究一、输电线路的防雷保护 (1)1 、输电线路的感应雷过电压 (1)2、输电线路直击雷过电压 (3)3 、输电线路雷击跳闸率 (8)4、输电线路防雷措施 (11)二发电厂和变电所的防雷保护 (12)1、发电厂、变电所的直击雷保护 (12)2、发电厂、变电所的雷电侵入波防护 (15)3.变电所的进线段保护 (19)4、变电所防雷的几个具体问题 (22)5、旋转电机的防雷保护 (25)电力系统防保护的初步研究[摘要] 从发展的角度来看，电力系统的雷电灾害普遍存在，防雷工作既是传统的行业又是具有发展前景的新兴行业，因此，对于电力系统的防雷研究具有十分重要的意义。
在防雷技术规范上也只讲如何实施，而未讲为什么，面对电力、电信方面雷电防护工程，往往不敢动手。
本文通过对电力系统中发电厂、变电所和输电线路的防雷措施的应用加以介绍。
[关键词]电力防雷接地一、输电线路的防雷保护1 、输电线路的感应雷过电压当雷击线路附近大地或击于塔顶但未发生反击时,由于电磁感应,输电线路上会产生感应雷过电压。
以下将分析感应雷过电压的产生以及避雷线对感应雷过电压的屏蔽作用。
1 .感应雷过电压的产生在雷云接近输电线路上空时,线路正处于雷击与先导通道和地面构成的电场中。
由于静电感应,在导线表面电场强度E的切向分量Ex的驱动下,与雷云异号的正电荷被吸引到靠近先导通道的一段导线上排列成束缚电荷,而导线中负电荷则被排斥到导线两侧远方或结中性点逸入大地,或经中性点绝缘的线路泄漏而逸入大地,如图1-1(a)所示。
由于先导放电的发展速度远小于主放电的速度,上述电荷在导线中的移动较慢,由此引起的电流较小,相应的电压波可忽略不计,可见先导放电阶段,导线仍保持着原有电位。
主放电开始以后,先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和,由雷击所造成的静电场突然消失,于是输电线路上的束缚电荷就变成了自由电荷,所形成的电压波迅速向线路两侧传播。
这种因先导通道中电荷突然中和而引起的感应过电压称为感应雷击过电压的静电分量,如图1-1(b)所示。
图 1-1 感应雷过电压形成示意图a 先导放电阶段b 主放电阶段当发生主放电时,伴随着雷电流冲击波,在放电通道周围空间产生强大的脉冲磁场,它的磁通若有与导线相交链的情况,就会在导线中感应出一定的电压, 称为感应雷击过电压的电磁分量。
由于主放电通道与导线基本上是互相垂直的,所以电磁分量较小,通常只要考虑其静电分量。
2 .无避雷线时的感应雷过电压根据理论分析与实测结果,有关规程建议,当雷击点与电力线路之间的水平距d>65 m 时,导线上的感应雷过电压的最大值为I 100kA ≤ (1-1)式中,I 为雷电流幅值(kA);hc 为导线对地的平均高度(m);d 为雷击点与线路之间的水平距离(m) 。
在用式(1-1)时,注意到雷击地面被击点的自接地电阻较大这一特点,所以最大雷电流幅值可采用I 100kA ≤进行估算。
实测表明:感应雷过电压幅值一般不超过300～400kV,这可能使35 k V 及以下水泥杆线路出现闪络事故。
而对110kV 及以上绝缘水平较高的线路,一般不会构成威胁。
感应雷过电压的极性与雷云的极性相反,而相邻导线同时产生相同极性的感应雷过电压,因此相间不存在电位差,只存在引起对地闪络的可能,而如果两相或三相同时对地闪络,就会转化为相间闪络事故。
在d<50m 以内的雷将被线路吸引而击中线路本身。
当雷直击于导线以外的任何位置而不产生反击时,由于空中电磁场的变化,将会在导线上产生很高的感应雷过电压。
研究指出,它与导线的平均高度成正比,当无避雷线时,对一般高度的线路可用下式计算感应雷过电压最大值。
()c i c U ah = （1-2）式中,a 为感应过电压系数,单位kV/m,在数值上等于雷电流的时间陡度平均值,即a ≈I/ 2.6 (时间陡度单位为kV/μs) 。
3 .有避雷线时的感应雷过电压当导线上方挂有接地的避雷线时,由于先导电荷产生的电力线有一部分被避雷线截住, 即避雷线的屏蔽作用, 因而导线上感应的束缚电荷减少,相应的感应电压也减少。
若设避雷线与导线一样未接地,其感应雷击过电压分别为()i g U , ()i c U ,但实际上避雷线是通过每杆塔接地的,其电位为零。
这可以设想为在避雷线上又叠加了一个“()i g U -”的感应电,它将在导线上产生一个耦合电压“()0i g k U -”,这时导线上的实际感应雷过电压应为()()()()001g i c i c i g i c c h U U k U U k h ⎛⎫'=-=- ⎪⎝⎭ （1-3）式中, k0为避雷线与导线间的几何耦合系数。
可以看出,由于避雷线的屏蔽作用,导线上的感应雷击电压有所降低,降低的数值与k0值有关,线间距离越近,k0值愈大,感应过电压值愈低。
当计及电晕影响后,k0应按k=k0k1修正。
耦合系数的电晕校正系数 k1线路电压等级/kV 20～35 66～110 154～330 500双避雷线单避雷线 1.1 1.2 1.25 1.21 1.15 1.25 1.3 ～2、输电线路直击雷过电压现讨论输电线路的直击雷过电压,以中性点直接接地系统中有避雷线的线路为例进行分析,介绍避雷线对线路防直击雷的作用。
其它线路的分析原则与上相同。
雷直击于有避雷线线路的情况可分为三种,即雷击杆塔塔顶,雷击避雷线挡距中间和雷绕过避雷线击于导线—称为“绕击”,如图1-2 所示。
图 1 -2 雷击有避雷线线路的几种情况1 .雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平当雷击杆塔塔顶时,雷电流大部分流经被击杆塔及其接地电阻流入大地,小部分电流则经过避雷线由两相邻杆塔入地。
从雷击线路接地部分(避雷线、杆塔等)而引起绝缘子串闪络的角度来看,这是最严重的情况,产生的雷电过电压最高。
雷击杆塔示意图及等值电路如图1 -3所示。
(a) (b) 图1-3 雷击杆塔示意图和等效电路由于一般杆塔不高,其接地电阻R i 较小,因而从接地点反射回来的电流波立即到达塔而使入射电流加倍,因而注入线路的总电流即为雷电流i,而不是沿雷电通道波阻抗传播的入射电流2i 。
因为避雷线有分流作用,所以流经杆塔的电流i t 将小于雷电流i,有t i iβ=(1-4)式中,β称为杆塔分流系数,β值在0.16～0.92 的范围内,各种不同情况下的β值可由表1-1 查得 。
表 1-1 一般长度挡距的线路杆塔分流系数β值线路额定电压/kV避雷线根数 β 110 220 330 5001 2 1 2 2 20.900.16 0.92 0.11 0.11 0.11在工程计算中设雷电流为斜角平顶波,取波前时间T 1 =2.6μs ,则a =I/2.6,将杆塔总电感和避雷线以集中参数电感L t 和 L g 来代替, R i 为杆塔冲击接地电阻,塔顶电位u top 可由下式计算t top i t ti t di di u R i L R L dt dt β⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭ (1-5) 以di dt 2.6I IT ==代入式(1-5),则塔顶电位幅值top U 为()2.6ttop i L U I R β=+(1-6) 无避雷线时, 1,()2.6t topi LU I R β==+ (1-7)比较式(1-6 )与式(1-7)可知,由于避雷线的分流作用,降低了雷击塔顶时塔顶的电位。
当塔顶电位为top u 时,则与塔顶相连的避雷线上也将有相同的电位top u 。
由于避雷线与导线间的耦合作用,导线上将产生耦合电压k top u （k 为考虑电晕影响的耦合系数）。
此外, 由于雷电流通道电磁场的作用,在导线上尚有感应过电压(1)g c ch ah k h -。
前者与雷电流同极性,后者与雷电流反极性,所以导线电位的幅值C U 为(1)(1)g C top c top c ch U kU ah k kU ah k h =--≈-- （1-1）式中, g c h h ≈。
因此,线路绝缘子串上两端电压1i u 为塔顶电位和导线电位之差,1i u 可写为1(1)()(1)i top c top top c top c u u u u ku ah k u ah k =-=-+-=+-以式(1-6)及 2.6Ia =代入得 1()(1)2.6 2.6t c i i L hU I R k ββ=++- （1-9） 几点说明:在计算线路绝缘子串两端电压1i u 时,为简化计,假定 各电压分量的幅值均在同一时刻出现; 没有计入系统工作电压;绝缘上端电压用塔顶电位代表,忽略塔顶与横担间的电位差异;将top u 电压波沿避雷线传播而在导线上产生的耦合电压波的耦合作用系数与避雷线对top u 电压波的屏蔽作用而在导线上产生的感应雷过电压波的耦合作用系数视为同一k 值处理。
当1i u 大于绝缘子串50 %冲击放电电压U50 % 时,绝缘子串将发生闪络,与这一临界条件相对应的雷电流幅值I 显然就是这条线路雷击杆塔时的耐雷水平i I ,即50%(1)()2.6 2.6i i c i U I L h k R β=⎡⎤-++⎢⎥⎣⎦ ( 1-10 )无避雷线时的耐雷水平i I '为50%2.6 2.6i i ci U I L h R '=++( 1 -1 1 )比较式(1-10)与式(1-11)可知,有避雷线的线路耐雷水平有所提高。
从式(1-10)可知,加强线路绝缘(即提高50%U ),增大耦合系数k,降低杆塔接地电阻i R 等,都能提高线路耐雷水平。
而工程实用中往往以降低i R 和提高k 值作为提高耐雷水平的主要途径。
因为一般高度的杆塔,i R 上的电压降是塔顶电位的主要成分,减小i R ,降低了塔顶电位,增大k 值(如将单避雷线改为双避雷线、加强架空地线等),可减少绝缘子串上的电压和感应雷击过电压。
2.雷击挡距中央避雷线时的过电压雷击于挡距中央的避雷线A 点(如图1 -4所示),这是雷击于避雷线最严重的情况,因为图 1 -4 雷击挡距中央的避雷线示意图这时从两侧杆塔接地点产生的负反射波抵达A 点的时间最长。
由于杆塔高度t h 相对于杆间挡距l 小很多, 因此以雷击点为时间起点负反射波到达A 点的时间为/l v ；设雷电流大小为i ,则从雷电通道波阻抗传来的电流入射波应为/2i 。
由于雷道波阻0Z 与两侧避雷线波阻g Z 的并联值(/2)g Z 近似相等,所以可近似认为波在雷击点A 处没有折、反射现象,这样每侧避雷线上的电流波将为/4i ，而i 可表示为at 计算。