高电压技术输电线路的防雷保护

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＝
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)
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。
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。
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。
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
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： 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
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
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 ）
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
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：
Rch gt Lgt g Lbd(t gt ) / dt
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
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
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。