高电压技术输电线路的防雷保护

U ' U KcU (1 Kc )U
Kc 为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述，其值 只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近， 则耦合系数 Kc 愈大，导线上感应过电压愈低。
10.3 输电线路的直击雷过电压
无避雷线时的直击雷过电压
1. 雷击导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
平原线路：lg pa
h
86
此时，避雷线只起到降低 绕击率的作用：
3.90
山区线路： lg pa
h
86
3.35
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位：
ugt g iRch Lgt g
di g I ( Rch Lgt / 2.6) dt
I hd (1 K c ) 2.6 I (g Rch g Lgt / 2.6 hd / 2.6)(1 Kc )
绝缘子承受电压：
U50% 输电线路耐雷水平： I (1 Kc )[ g ( Rch Lgt / 2.6) hd / 2.6]
分流系数：
Fra Baidu bibliotek
Rch gt Lgt g Lbd(t gt ) / dt
10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
根据模拟试验和运行经验，一般高度线路的避雷线和导 线对地面的遮蔽宽度取4hd + b，hd是上导线的平均高度，b为 避雷线之间的宽度，这样 ，l00km输电线路对地面的遮蔽面积， 或受雷害面积（km2）为：
A (4hd b) 103 100 0.1(4hd b)
U j U (U ') I (Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6)
U 50% 耐雷水平： I Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6
有避雷线时的直击雷过电压
1. 雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平
雷击点电压： U A
I Z IZ 100 I 2 2 4
I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位： U IRch Lgt
dI I ( Rch Lgt / 2.6) dt
I 导线电位： U ' hd hd 2.6
绝缘子承受电压＝塔顶电位－导线电位＝
KcU gt Kc g I ( Rch Lgt / 2.6) hd (1 K c )
gi
(1 g )i
导线电位：
Kc g I ( Rch Lgt / 2.6)
I hd (1 Kc ) 2.6
U j g I ( K ch Lgt / 2.6)(1 K c )
输电线路防雷的措施（“四道防线”）： (1) 防止雷直击导线 沿线架设避雷线，有时还要装避雷针与其配合 (2) 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络 降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘， 在个别杆塔上采用避雷器等 (3) 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧 适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电 网中采用不接地或经消弧线圈接地方式 (4) 防止线路中断供电 采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施
第10章 输电线路的防雷保护
10.1 输电线路防雷的原则和措施 10.2 线路感应雷过电压 10.3 输电线路的直击雷过电压 10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
10.1 输电线路防雷的原则和措施
直击雷过电压
雷击 塔顶
雷击档距中央 的避雷线
雷击 导线
雷击线路 附近地面
感应雷过电压
输电线路防雷的任务： 采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行 部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。
实测表明，感应过电压峰值最大可达300 ~ 400kV。这 对35kV及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故；110kV及 以上的线路，由于绝缘水平较高，一般不会引起闪络事故， 且感应过电压同时存在于三相导线上，故相间不存在电位 差，只能引起对地闪络。
有避雷线时的感应雷过电压
避雷线在导线上 耦合出来的电压
UA 1 dI 1 Ls Ls 2 dt 2
1 U s U A (1 K c ) Ls (1 K c ) 2
s (0.012l 1)m
电力系统多年的运行经验表明，间距只要满足上式要求， 雷击档距中央避雷线时，导线与避雷线间一般不会发生闪络。 所以，在计算雷击跳闸率时，不计及这种情况。
地面落雷密度γ为 0.07，如果取每年40个雷暴日作为标准 值，每年l00km输电线路受到的雷击次数（次/ (100km· 40雷 电日)）为：
N 0.28(4hd b)
反击跳闸率n1（次/ 100km· 40雷电日 ）
10.2 线路感应雷过电压
静电场突然消失 静电分量
主放电产生脉冲磁场
静电分量
无避雷线时的感应雷过电压
雷击线路附近地面： U 25
Ihd s
雷击杆塔或线路附近避雷线： U hd α —— 感应过电压系数，kV/m，其值等于以kA/μs为单位的雷电流平 均陡度值，即 α = I / 2.6。 hd ——导线平均高度，m。
衡量输电线路防雷性能的两个指标： 耐雷水平（单位：kA） 雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值，称为 线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高，线路绝缘发生闪 络的机会就愈小。
雷击跳闸率（单位：次/ l00km· 40雷电日）
雷击跳闸率是指折算为统一的条件下，因雷击而引起 的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年 40 个雷电日 和 l00km 的线路长度。
1 R 1 ch t Lb Lb Lgt
g
t 取 0 ~ 2.6 μs的平均值
g
1 1 Lgt Lb 1.3 Rch Lb
额定电压 (kV) 单避雷线 双避雷线
110 0.90 0.86
220 0.92 0.88
330 — 0.88
500 — 0.865~ 0.822
3. 雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙