输电线路的雷击跳闸率
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
。且’
峙鲫抓志＋＼／¨嘉
、／ｓ２＋ｘ２）
３实例计算
３５ｋｖ线路杆塔如图２所示，使用由３个绝缘子组成的绝 缘子串，导线采用ＬＧＪ—１８５型，避雷线型号为ＧＪ一３５型，线路档 距取为１００岫。年雷暴日取为４０ｄ，落雷密度取为０．０７ｔｉｍｅ／Ｉ【ｍｚ・ｄ。 经过计算发现雷电绕击时杆塔的冲击接地电阻对输电线 路的耐雷水平基本没有影响，从而对线路的绕击跳闸概率也没 有影响。对于此杆塔模型进行雷电绕击跳闸概率计算得
０．００７３ｔｉｍｅ／１００ｋｍ・ａ。
由于杆塔所处的地形不同，杆塔的冲击接地电阻会有很大 差别，一般取为５一１００ｎ，使用公式（６）计算杆塔随冲击接地电 阻变化的反击耐雷水平如图３所示，耐雷水平随冲击接地电阻 在１２—５３ｋＡ之间变化，同时可以根据公式（７）计算获得反击跳 闸概率如图３所示，在０．４３．１．２６ｔｉｍｅ／１００ｋｍ・ａ之间变化。 由于感应雷是在线路中同时形成近似等值的过电压，因而 不可能发生线间闪络，因此感应过电压主要引起线路绝缘子闪 络。感应过电压与杆顶的接地电阻、导线的电感无关，而且同一
图ｌ雷电绕击导线等值电路
雷电为负极性时，绕击耐雷水平由Ｆ式确定：
。ｃｕ∥矗ｕ曲，蛩
式中，Ｕ舶。为绝缘子负极性５０％闪络电压绝对值（ｋＶ）。 线路的绕击跳闸概率为：
，Ｉ－
（４）
ＰＩ＝ｌ
ｘ（Ｉ）Ｆ（Ｉ）ｄＩ
（５）
２．２反击跳闸概率
在耐雷水平计算中，波阻抗也可以用集中电感代替，雷击 杆塔时，单根导线和避雷线的波阻取４００ｎ，２根避雷线的波阻 取２５０Ｑ。如取固定波头长度下Ｉ－２．６岫，则Ｑ＝Ｉｌ／２６，此时耐雷水 平为；
架空输电线路雷击跳闸率计算
平原地 33 27 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 28.3333333 16.8 3.87420958 3.01681456 6.81974665 0.21413797 0.26767247 16.5 0.81028939 93.0752282 0.08756427 0.00076271 12 0.73052715 0.80252319 0.41445158
FZ5直线塔 平原地 34.5 28 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 29.8333333 17.8 3.88691576 2.63324475 4.99189824 0.20728057 0.25910072 17.25 0.8064 89.5637409 0.09599093 0.00142335 12 0.73052715 0.80252319 0.50359111
ZM 平原地 37.5 31 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 32.8333333 20.8 4.37534967 2.93791916 5.47461901 0.22383449 0.27979311 18.75 0.79873217 85.2518794 0.1074555 0.00157816 12 0.73052715 0.80252319 0.61480994 平原地 40.5 34 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 35.8333333 23.8 4.86389417 3.24498063 5.95882535 0.23823046 0.29778807 20.25 0.79120879 81.274749 0.11924037 0.00174274 12 0.73052715 0.80252319 0.73905832 平原地 43.5 37 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 38.8333333 26.8 5.35251898 3.55381045 6.44418239 0.25090799 0.31363498 21.75 0.78382582 77.6157543 0.13122083 0.00191755 12 0.73052715 0.80252319 0.87605614 平原地 46.5 40 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 41.8333333 29.8 5.84120394 3.86398464 6.93044838 0.26219138 0.32773923 23.25 0.77657935 74.2513789 0.14329609 0.00210305 12 0.73052715 0.80252319 1.02546374 平原地 49.5 43 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.42216132 57.73502692 0.1666670 0.003989423 44.83333333 32.8 6.329935124 4.175203594 7.417444552 0.272325479 0.340406849 24.75 0.769465649 71.15596659 0.155385135 0.002299749 12 0.730527154 0.802523187 1.186906515 平原地 27 21 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 22.3333333 10.8 2.84586217 2.25943504 5.41067318 0.16900017 0.21125022 13.5 0.82622951 103.008836 0.06752196 0.0006422 12 0.73052715 0.80252319 0.25744874 平原地 30 24 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 25.3333333 13.8 3.35995985 2.63627294 6.11407885 0.19372121 0.24215151 15 0.81818182 97.9277521 0.07712313 0.00070138 12 0.73052715 0.80252319 0.32958236
高速铁路电力系统的防雷保护—架空输电线路的防雷保护
雷击塔顶的电流分布及等值电路
架空输电线路的防雷保护（1）
绝缘子串上的各个电压分量
接地杆塔的电位升高而引起闪络
l t h
2.6h
（1）绝缘子串杆塔一侧横担高度处的电位
Uhd = βI（ R i +
（2）绝缘子串导线一侧的电位
Ud = K Ud − Ud
）
架空输电线路的防雷保护（1）
线路绝缘子串上两端电压幅值：
架空输电线路的防雷保护（2）
1、线路的雷击跳闸率n
对于有避雷线的线路，雷击跳闸率包括两部分：雷击塔顶造成反击引起的
跳闸和雷绕击导线引起的跳闸。
反击跳闸率：n1 =NgP1η
绕击跳闸率：n1 = NPαP2η
反击跳闸率：n1 =n1 + n2
架空输电线路的防雷保护（2）
三、架空输电线路的防雷措施
“四道防线”
α
（1-k）
4
为了防止s空气隙被击穿，通常采用的办法是：
保证避雷线与导线之间有足够的空气距离。
根据理论分析和运行经验，s可按下式选取：
≧ 0.012 + 1
架空输电线路的防雷保护（2）
1
2
绕击导线时的线路耐雷水平
绕击的概率很小，但一旦发生则往往会引起线路绝缘子串的闪络。
雷击避雷线档距中央及其等值电路图
1、防直击
就是使输电线路不受直击雷作用，一般架设避雷线既可避免雷电直击于导线，还可降
低感应雷过电压的数值。
2、防闪络
就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。楞通过降低杆塔接地电阻，加强线路绝（如
增加绝缘子串的片数等），架设耦合地线等。
架空输电线路的防雷保护（2）
三、架空输电线路的防雷措施
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准主要包括以下几个方面：
1. 雷击跳闸率：这是评估线路防雷性能的重要指标。
雷击跳闸率是指在每一百公里线路、40个雷电日中，雷击输电线路造成的线路保护装置的开断次数。
根据电压等级的不同，各线路的雷击跳闸率也有所不同。
例如，220kV 线路的雷击跳闸率指标为次/百公里·年。
2. 绕击风险控制指标（Sr）：这表示绕击造成的跳闸率，其计算方法为国家电网公司发布的《kV~500kV架空输电线路管理规范》中第八十九条中跳闸率规定值（规范中为40个雷暴日）乘以运行经验中绕击所占比例。
3. 反击风险控制指标（Sf）：这表示反击造成的跳闸率，其计算方法为跳闸率规定值乘以运行经验中反击所占比例。
4. 地闪密度：这是评估线路所在地区雷电活动强度的指标，可以通过气象部门或相关机构获取。
地闪密度越大，线路遭受雷击的风险越高。
5. 线路绝缘水平：这是指线路的绝缘配置情况，包括绝缘子类型、片数等。
绝缘水平越高，线路耐雷击的能力越强。
6. 接地电阻：这是指线路杆塔的接地装置的电阻值，接地电阻越小，线路耐雷击的能力越强。
综合以上几个方面的因素，可以对输电线路的雷击风险进行评估。
一般来说，雷击风险越低，线路的防雷性能越好。
降低输电线路雷击跳闸率的技术探讨
降低输电线路雷击跳闸率的技术探讨摘要：雷电一直以来是我国输电线路的大患，由于输电线路距离长，跨度大，地理分布广，气象条件十分复杂，所以遭受雷击的概率高，雷击事件常常发生。
为保证电力系统的安全和稳定运行，降低输电线路雷击事件发生的概率，减少因线路故障导致的电网事故特别是大面积停电事故，是当前电力系统建设和运行中急需解决的问题。
为此，有必要对输电线路雷击跳闸率高的原因进行分析，对降低雷击故障率的方法和措施进行探讨。
关键词：输电线路；雷击跳闸率；技术1雷击故障原因及危害1.1雷击跳闸原因雷击跳闸的原因可分为内因与外因。
内因是输电线路本体的设计不合理、杆塔接地电阻不合格、线路绝缘子老化及避雷线保护角不标准等自身防雷措施不完善；外因主要是输电线路所处环境较差、接地土壤率不相同、线路穿行的范围为雷电高危区等。
另外，雷击故障的发生还与输电线路的排列方式、杆塔的高度及防雷设施的选型有关。
雷击跳闸过程通常是输电线路的杆塔、导线或周围地面被雷击中，输电线路在雷击过电压的作用下产生大量的雷击电流和雷击过电压，若线路的防雷措施不够或避雷效果不好，便会造成线路绝缘子击穿、输电线路断线，导致线路跳闸保护动作。
1.2线路雷击的危害线路雷击的危害主要有设备毁坏、线路跳闸、输供电中断等。
设备毁坏主要体现在雷击过电压造成绝缘子被击穿和闪络，甚至引起绝缘子串炸裂或线路烧毁。
线路跳闸主要是雷电感应产生雷击电流，导致输电线路发生单相接地或相间短路，引起输电线路保护跳闸。
输供电中断主要表现在线路跳闸和系统稳定性被破坏，相邻变电站运行设备的绝缘被损坏。
雷击故障发生后，由于雷击故障点很难被找到、被损坏的绝缘子不容易更换，因此，需要花费大量的时间和人力去分析故障和处理。
2降低雷击跳闸率策略2.1研究路线与思路线路雷击情况具有随机性、不确定性和复杂性。
首先，雷电云的产生和移动过程具有随机性；其次，故障发生的时间与地点无法预测，雷击作用程度具有不确定性；再次，雷击电流在传输过程中会产生衰减和波形畸变，情况较复杂。
输电线路的雷击跳闸率-书香防雷
雷击输电线路的方式
雷击输电线路的后果
发生短路接地故障
雷电波侵入变电所，破坏设备绝缘，造 成停电事故
输电线路的雷击事故
我国跳闸率较高地区的高压线路由雷击引起的跳 闸次数约占总数的40～70％。多雷、土壤电阻率 高、地形复杂的地区，雷击事故率更高
日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路 引起的，雷击经常引起双回同时停电，20~30％的 输电线路故障发生在双回输电线路
假设随时间线性变化
ui ahc (1 k0hs / hc )t / f
导线电位
uc kut ui kut ahc (1 k0hs / hc )t / f
绝缘子串的作用电压和闪络
绝缘子串的电压为横担高度处的杆塔电位ua与导 线电位之差
横担高度处的杆塔电位ua
h
h
Ui U e U m [ke (v) km (v)] S I kI S
Ui
25I
h S
感应过电压计算
如不能满足S>65m及S>>h的条件， 感应过电压为
Ui
kI
ln
h
S
h
2
1
S
避雷线对感应过电压的屏蔽作用
UC
25 I
雷击避雷线档距中央
雷击避雷线档距中央
uA
i Z0 Z0 Zs / 2
Zs 2
i Z0Zs 2Z0 Zs
雷击避雷线档距中央
情况1： 2 0.5l / vs f
A点最高电位
uA
l vs
Z0Zs 2Z0 Zs
浅谈如何降低输电线路雷击跳闸率
浅谈如何降低输电线路雷击跳闸率在电力系统中，由雷击引起输电线路跳闸事故占很大的比例。
从国内的实际运行情况来看，雷击是危害输电线路安全运行的最为主要因素，据国内某供电局运行资料表明，2010年6～7月，该局110kV以上输电线路（1483km）雷击跳闸16次，占全部跳闸事故75%以上。
当前，随着电力系统的不断发展，输电线路电压等级的逐步提高，对线路设备可靠性也提出了更为“苛刻”的要求。
因此运行部门深入研究输电线路的防雷技术、切实降低输电线路雷击跳闸率对保证电力系统的安全可靠运行具有重要的工程意义。
1 输电线路的雷击类型根据雷电过电压形成的物理机理，雷电过电压可以分为两种：①直击雷过电压，即雷电直接击中杆塔、避雷线或者导线所引起的线路过电压；②感应雷过电压，即雷电击中线路附近的大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。
实际运行经验表明，直击雷过电压对电力系统危害最大，感应雷过电压只对35kV及以下线路产生威胁。
按照雷击线路的部位不同，直击雷过电压又可分为两种情况：①雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使得该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，由于杆塔或避雷线的电位（绝对值）高于导线，因此称之为反击；②雷电直接击中导线（无避雷线）或绕过避雷线（屏蔽失效）击中导线，直接在导线上引起过电压，这种形式的雷击通常称为绕击。
在工程实际中，输电线路防雷性能的优劣主要用耐雷水平和雷击跳闸率这两个指标来衡量。
耐雷水平是指线路遭受雷击时所能耐受的不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值（kA），耐雷水平越高，线路防雷性能越好。
雷击跳闸率是指折算至年平均雷电日数为40d的标准条件下，每100km线路每年因雷击引起的线路跳闸次数，其计算单位是1/100km·a。
雷击跳闸率是衡量线路防雷性能的综合性指标。
2 雷击的电气模型和计算2.1 反击的电气模型1）雷击杆塔的等效电路。
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
刖
舌
击距系 数是先导对地 击距 与先导对导线击距的 比率 ， 采用 ＩＥ Ｓｄ ２ ３ １９ Ｅ Ｅ ｔ１４ — ９ ７中给 出的 击距 系数 表 达 式 ：
一 一
输 配 电线 路 的 防 雷 要 求 是 根 据 线 路 的重 要 程 度 和 对 线 路 的安 全 运 行 要 求 按技 术经 济 原 则来 确 定 的 ， 线 路 的防 雷 性 能 而 取 决 于 线 路 通 道 所 处 位 置 的 落 雷 密 度 、 电 强 度 、 取 的防 雷 雷 采 措 施 和 绝缘 配 合 的裕 度 。 文 阐述 了 ３ ｋ 线 路 雷 电绕 击 、 本 ５Ｖ 反击 以及 感 应 跳 闸 概 率 的 计 算 方 法 ， 析 接 地 电阻 与 有 避 雷 线 线 路 分 耐 雷 水 平 的关 系 ，最 终 总 结 ３ｋ ５ Ｖ线 路雷 击 过 程 中 引起 雷 电跳
（） ５
２２ 反 击跳 闸概 率 ．
在 耐 雷 水 平 计 算 中 ， 阻 抗 也 可 以 用 集 中 电 感 代 替 ， 击 波 雷 杆 塔 时 ，单 根 导 线和 避 雷 线 的波 阻 取 ４ ０ ， ０ １ ２根避 雷线 的波 阻 ￣ 取 ２０ ５ Ｑ。如 取 固 定波 头长 度 Ｔ ２６ ｓ 则 ｎ Ｉ２ ， 时 耐 雷 水 ｌ ．１ ， ＝ ｘ ＝ ６ 此 ／ 平为 ：
ｌ ５ Ｖ输 电线 路 雷 击概 述 ３ ｋ
通 常 ３ ｋ 输 电线 路 无 避 雷 线 保 护 ， 杆塔 及 线 路 完 全 暴 露 ５Ｖ 在 雷 击 环 境 中 ， 加 上 杆 塔 绝 缘 子 串一 般 仅 有 ３ 再 ４个 绝 缘 子 ， 其 耐 雷 水 平 较 低 ， 雷 击 架 空 线 路 时 ， 论 是 感 应 雷 过 电压 还 是 当 不 直 击 雷 过 电压 都 极 易 引 起 绝 缘 子 闪 络 ， 这 是 ３ ｋ 输 电 线 路 的 ５Ｖ 主 要 防 雷 缺 陷之 一 。 输 配 电 线路 地 处 旷野 ， 击 线 路 造 成 的跳 闸事 故 在 电 网 总 雷 事 故 中 占有 很 大 的 比例 。同 时 ， 雷击 线 路 时 自线 路 入 侵 变 电 站 的雷 电波 也 是 威 胁 变 电 站 的 主 要 因素 ， 因此 ， 线 路 的 雷 电跳 对 闸概 率 应 全 面计 算 。 ３ｋ ５ Ｖ线 路 的平 均 高 度 较 低 ， 其 雷 电击 杆 率 约 占线 路 雷 击 的 ９ ％， 击 率约 占 ５ 因 此 遏 制 住 线 路 的 雷 电击 杆 率 对 于 大 ５ 绕 ％， 幅 度 降 低 线 路 的雷 击 跳 闸 率 具 有十 分重 要 的意 义 。雷 击 对 电力 线 路 的影 响通 常 有 ２种 ： 种 是 雷直 接 击 于线 路上 产 生 放 电引 一 起 雷 电过 电压 ， 常 称 为 直 击 雷 过 电压 ； 通 另一 种 是 雷 击 线 路 附 近 地 面 ， 地 放 电时 因 电磁 感 应 而 产 生 巨 大 的 电动 势 ， 常 称 对 通 为感 应 雷 过 电压 。 当雷 电直 击 架 空 线 路 时 ， 线 上 会 有 强 大 的 导 电流 通 过 ， 成 雷 电浪 涌 ， 产 生 的 雷 电波 将 沿 着 线 路 向 两 侧 形 所 流 动 ，其 结 果 将 会 烧 断 导 线 或 损 坏 与 导 线 相 连 的 电气 设 备 ， 危 及 电 网的 运 行 安全 。 对 ３ｋ ５ Ｖ线 路 ，除 了直 击 雷 以外 ，感 应 雷 也 能 造 成 线 路 跳 闸 。线路 杆 塔 的 接 地 电阻直 接 关 系 到 线 路 遭 雷击 时 的反 击 过 电 压， 因此与线路的跳 闸率有 直接 关系 。接地 电阻与雷击跳 闸率 的关 系 分 析 对 于 认 识 线 路 的 防雷 性 能 和 防 雷 措 施 的 采 取 具 有 重要 意 义 。
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3.4.2 建弧率
冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率
4.5E 0.75 14
UN 中性点直接接地系统： E 3l j UN 中性点非直接接地系统： E 2l j
E；绝缘子串平均运行电压 梯度 UN：线路额定电压 lj: 绝缘子串闪络距离
中性点接地系统,单相接地即引起跳闸； 中性点非直接接地系统，相间闪络才会跳闸
3.4 输电线路的雷击跳闸率
3.4.1 线路跳闸需满足的条件
3.4.2 建弧率
3.4.3 雷击跳闸率
返回
3.4.1 线路跳闸需满足的条件
线路落雷 雷电流超过线路耐雷水平，线路绝缘发生冲击闪络， 雷电流沿闪络通道流入大地，但作用时间很短，线路 开关来不及动作
当闪络通道流过的工频短路电流的电弧持续燃烧时，
3.4.3 雷击跳闸率计算
雷击杆塔时的跳闸率 绕击跳闸率 输电线路雷击跳闸率
n1 NgP 1
n2 NP P 2
n n1 n2 N ( gP 1P P 2 )
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