同杆多回路雷电防护研究文献综述

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1、《电能与安全用电》公选课论文同杆多回路雷电防护研究学生姓名学号所属学院专业班级日期2014.05同杆多回路雷电防护研究摘要：输电线路的防雷设计对于电力系统的正常运转意义重大。本课题在分析雷电产生的基本原理，对雷击过电压进行了分类，并针对同杆双回、四回路并架输电线路的防雷保护问题，建立了适合同杆双回并架线路和同杆四回并架线路的防雷计算模型，通过分析得出了降低反击跳闸率及其危害的措施，最后针对双回路、四回路的输电线路提出了合理的防雷保护措施。关键词：雷电感应；输电线路；防雷设计；1前言随着全球气候的异常状况加剧，雷电活动也异常频繁

2、。雷害作为影响电力系统正常运行的主要因素之一，对电力安全传送影响及危害非常大。输电线路雷害事故引起的跳闸，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及开关设备的维修工作量，还可能造成重大的事故，致使国家和人民的财产受到损失，人身受到伤害。因此研究输电线路的防雷设计具有重要的实际意义。在实际工程当中，有很多地方采用同杆双回路、同杆四回路乃至同杆多回路的并架输电线路，进行电力传输。由于同杆多回线路杆塔高度比单回线路高，杆塔电感和感应过电压都较大，故此发生故障时，会严重影响系统的安全稳定运行。但它可以提高线路走廊单位面积的传输容量，因

3、此研究同杆多回输电线路的耐雷性能具有重要的科学意义和工程实际意义。2输电线路雷击过电压成因分析及分类2.1雷电放电的形成过程雷云就是积聚了大量电荷的云层。迄今为止，关于雷电产生原因的学说有很多，通常认为是:在含有饱和水蒸气的大气中，当有强烈的上升气流时，就会使空气中的水滴带电，这些带电的水滴被气流所驱动，逐渐在云层的某些部位集中起来，这就是我们平时所说的带电雷云。测量数据表明，一般云块的上部带正电荷，下部带负电荷，而在中间处出现正负电荷的混合区域。雷云平均电场强度为1.5kV/cm，实测到在雷云雷击前的最大电场强度为3.4kv

4、/cm，而在稳定下雨时，大约只有40V/cm。雷云对大地的放电通常包括若干次重复的放电过程，而每次放电又可分为先导放电与主放电两个阶段。在雷云带有电荷后，其电荷集中在几个带电中心，它们间的电荷数也不完全相等。当某一点的电荷较多，且在它附近的电场达到足以使空气绝缘破坏的强度(约25--30kV/cm)时，空气便开始游离，使这一部分由原来的绝缘状态变为导电性的通道。这个导电性通道的形成，称为先导放电。如图2.1（a）所示。先导放电是不连续的，雷云对地放电的第一先导是分级发展的，每一级先导发展的速度相当高，但每发展到一定长度(平均约

5、50m)就有一个10--l00us的间隔。因此，它的平均速度较慢，约为光速的1/1000左右。先导放电的不连续性，称为分级先导，历时约0.005--0.01s。分级先导的原因一般解释为:由于先导通道内游离还不是很强烈，那么它的导电性就不是很好，由于雷云下移的电荷需要一段时间，待到通道头部的电荷增多，电场超过空气游离场强时，先导将又继续发展。图2.1雷电感应过电压形成示意图(a)先导放电阶段(b)主放电阶段在先导通道形成的初阶段，其发展方向仍受一些偶然因素的影响，并不固定。但当它距地面一定高度时，地面的高耸物体上出现感应电荷，使

6、局部电场增强，先导通道的发展将沿其头部到感应电荷集中点之间发展。也可以说，放电通道的发展具有定向性，或者说雷击有选择性，上述使先导通道具有定向性的高度，称之谓定向高度。当先导通道的头部与带异号电荷的集中点间距离很小时，先导通道端约为雷云对地的电位(可高达10MV)，而另一端为地电位，故剩余的空气间隙中的电场强度极高，使空气间隙迅速游离。游离后产生的正、负电荷将分别向上、向下运动，中和先导通道与被击物的电荷，这时便开始了放电的第二阶段，即主放电阶段。如图2.1（b）所示。主放电阶段的时间极短，约50--100us，移动速度为光速

7、的1/2O--1/2；主放电时电流可达数千安，最大可达200--300KA。主放电到达云端时，意味着主放电阶段结束。此时，雷云中剩下的电荷，将继续沿主放电通道下移，此时称为余辉放电阶段。余辉放电电流仅数百安，但持续的时间可达0.03--0.15s。由于雷云中可能存在多个电荷中心，因此，雷云放电往往是多重的，且沿原来的放电通道，此时先导不是分级的，而是连续发展的。2.2雷击过电压的种类供配电系统在正常运行时，电气设备或线路上所受电压为其相应的额定电压。但由于某些原因，使电气设备或线路上所受的电压超过了正常工作电压要求，并对其绝缘

8、构成威胁，甚至造成击穿损坏，这一高电压称为过电压（overvoltage）。在输电线路上产生的大气过电压主要有两种[1],一种是由于雷击线路附近地面由电磁感应引起的,称之为雷电感应过电压;另一种是雷直击线路或杆塔引起的,称为直击雷过电压。雷电感应是因为直击雷放电而感应到四周的