输电线路的防雷保护

各级线路应有的耐雷水平
雷直击相应电压 35kV 等级导线时
220kV 330k 500kV V
耐雷水平
3.5 kA 12 kA 16 27.4 kA kA
超电雷闪过流直络耐概击，雷率导我水线国平会1雷1引0k起V9及几1.2以乎%上所线有7路电3需压.1%全等线级6%架的5.设线8 避路4雷绝8线缘.8%子
的电弧，只有相间短路时短路电流很大极易建立稳定燃烧
送电线路防雷防线
1. 首先要保护导线不受雷击．为此可以采用避雷器、避雷针或 改用电缆。
2．其次是如果避雷线受雷击后最好不要使线路的绝缘发生闪络。 为此，需要改善避雷线的接地，适当加强线路的绝缘，个别 杆塔可以使用避雷器。
3．第三道防线是即使线路绝缘因雷击发生闪络也不要转变为稳 定的工频电弧，即线路上不要发生短路故障，所以不会跳闸。 为此应该减少绝缘上的工频电场强度或电网中性点采用不直 接接地的方式。
Lgt 2.6
)
hd 2.6
提高耐雷水平的主要措施：
一般高度杆塔其
（1）降低杆塔接地电阻Rch
压降是塔顶电位 主要分量
（2）增大耦合系数k
采用双避雷线
（3）减小分流系数β 架装耦合地线
（4）加强线路绝缘
增加绝缘子片数 采用更好的绝缘 材料 u50%
三、雷击避雷线档距中央时的过电压
需校核避雷线与导线间的空气间隙S能否被击穿 规程规定：S=0.012l+1（m）
三、 输电线路的雷击跳闸率
引起
感应雷 直击雷
过电压的雷电流>耐雷水平
绝缘冲击闪络
是否跳闸？
冲击闪络持续时间只有几十μs，继电保护和断路器根本来 不及动作，雷电流过后，工频电压所产生的工频电流（工 频续流）以电弧的形式流过闪络通道，若电弧稳定燃烧才 会使继电保护动作，断路器跳闸
冲击闪络 必要条件 稳定工频电弧充分条件 雷击跳闸
则UA=100I
耐雷水平
UA 与 U50% 比较，是否闪络? 则雷击导线时的耐雷水平为：
I= U50% /100（kA） U50%为绝缘子串冲击放电电压
例题
110kV线路每串6－7片绝缘子， U50%=700kV
7kA
故耐雷水平 I=
I lg P
雷电流概率
88
雷电流超过7kA的概率为86.5％
雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平
导线电位
（1）负极性雷电流沿杆塔向下和避雷线两 侧传播，使塔顶电位升高，并通过电磁耦 合使导线电位升高
（2）雷击杆塔，在导线上产生与负极性雷 电流极性相反的正极性感应过电压
雷电流 iL=ib+igt igt=βiL β为分流系数 塔顶和避雷线电位最大值uA=βI（Rch+Lgt/2.6 ）
a.弧道中的平均电场强度b.闪络瞬间工频电压值（相位）
c.去游离条件（气温、风速等）
具有随机性
工程上用建弧率η表示冲击闪络转为稳定工频电弧的概率
式中：E为弧道中平均电场强度（kV/m）
中性点直接接地系统，单相短路电流大易建立起稳定电弧
Ue
3(l1 0.5l2)
中性点非直接接地系统，单相短路电流小，不会建立稳定
平行导线上电位： （1）耦合波分量 kuA→与雷电流极性相同 （2）雷击杆塔在导线上的感应过电压 αh（1－k） →与雷电流极性相反 ∴uc=kuA- αh（1－k）
绝缘子串电压 ui=uA-uc 最高值
ui u50％ u50%为正极性冲击放电电压
雷击塔顶反击时的耐雷水平：
I
u50%
(1
k)(Rch
感应雷过电压 雷击导线水平距离65m以外的大地时，由于 空间电磁场的急剧变化，在导线上感应出的 过电压，称为感应雷过电压
直击雷
（1）雷击输电线路 无避雷线的线路最易发生，但即使有避雷
线，雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而 击于导线（绕击） （2）雷击杆塔或避雷线 杆塔电位升高，造成绝缘子闪络，形成反击
感应雷过电压
（3）雷击输电线路附近大地 S>65m 感应雷过电压 S<65m 直击雷过电压
直击雷和感应雷过电压产生的危害
（1）引起线路跳闸，影响正常供电 引起绝缘子闪络，导线对地短路，工频续流
沿放电通道放电，在形成稳定燃烧的电弧后， 则继电保护装置将使断路器跳闸，影响正常 送电 （2）雷电波侵入变电站 侵入变电站，经复杂的折反射后，造成电气 设备过电压，危及设备绝缘，造成事故
极性与雷电流极性相反 三相导线上同时出现 上升速度较慢，波头几～几十μs
雷击杆塔时导线上的感应过电压
杆塔有引雷作用，故S<65m的雷击会被吸 引到杆塔 无避雷线
有避雷线
α为感应系数（kV/m)取值为雷电流陡度 （ α =I/2.6μs）
k为避雷线和导线的耦合系数
二、ຫໍສະໝຸດ Baidu电线路直击雷过电压和耐雷水平
第八章 电力系统防雷保护
第一节 架空线路的防雷保护
衡量输电线路防雷性能的指标
耐雷水平(I) ： 线路遭受雷击时，其绝缘不发生闪络 的最大雷电流幅值（kA） 雷击跳闸率(n) ：每100km线路每年 （40雷电日）因雷击引起的跳闸次 数（次/100km·年）
教学目标
1.了解线路的直击雷过电压及其耐雷水平 计算方法、掌握其特点
雷击导线： a. 无避雷线，35kV及以下系统
b. 有避雷线，绕击
1.绕击率Pα ：雷绕过避雷线击于导线的概率
平原 山区
lg P
h 86
3.9
lg P
h 86
3.35
uA
Z (
2
//Z0) •I
规2.雷程击规导定线：时的过电压 Z0≈Z/2 （闪络路径波阻抗） UA=IZ/4 取Z=400Ω（导线波阻抗），
2.掌握耐雷水平与雷击跳闸率影响因素 3.掌握线路防雷基本措施
架空线地处旷野、纵横交错，极易遭受雷击
引起跳闸可能的过压
直击——绕击（1） 击杆顶——反击（2） 击避雷线档距中央——（3） 感应过压——（4）
输电线路的雷电过电压分类
直击雷过电压 雷直击输电线路杆塔，避雷线，导线，产生 的过电压称为直击雷过电压
4．最后一道防线是即使跳闸也不要中断电力的供应。为此，可 以采用自动重合闸装置，或用双回路或环网供电。
感应雷过电压
感应雷过电压= 静电分量＋电磁分量
感应雷过电压大小
无避雷线时： 有避雷线时：
避雷线对感应雷过电压有屏蔽作用，可使 导线感应过压↓（1-K）倍
感应雷过电压特点
幅值≤500KV（仅对35 KV及以下系统有威 胁）