《电力系统防雷保护》PPT课件

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1、高电压技术高电压工程系林福昌李化fclin@mail.hust.edu.cnleehua@mail.hust.edu.cn29电力系统防雷保护雷害事故在系统跳闸停电事故中占很大比重。电力系统防雷包含线路、变电站、发电厂等环节。耐雷水平：雷击线路但不至引起绝缘闪络的最大雷电流峰值(kA)。10.1输电线路的防雷保护占电网总事故的60%以上。雷击跳闸事故过程：（1）线路绝缘闪络；（2）形成工频电弧，跳闸；（3）跳闸后线路绝缘不能恢复，则发生停电。3表11984～1995年十年间俄罗斯500kV～1150kV线路按照跳闸率原因分类运行数据（节选）跳闸原因500kV线路75

2、0kV线路1150kV稳定跳闸数合计稳定跳闸数合计稳定跳闸数合计雷电引起的跳闸17(12.23%)67(17.49%)1(5.26%)9(23.07%)6(75.0%)16(84.21%)其它原因引起的跳闸122(87.77%)316(82.51%)18(94.74%)30(76.93%)2(25.0%)3(15.79%)合计139(100%)383(100%)19(100%)39(100%)8(100%)19(100%)4反击引起的闪络直击雷和感应雷5雷云发出的下行先导，其中有大量负电荷下行先导负电荷在导线上感应出束缚电荷，极性为正9.1.1输电线路感应雷过电压一

3、、雷击线路附近大地时6导线上束缚电荷失去束缚开始向两侧自由流动，其电流在导线波阻抗上形成过电压主放电发生后下行先导中负电荷全部被中和静电分量：与极性相反电磁分量：相互垂直，较小7（2）实际避雷线电位为0，可看成避雷线上存在－Ugb的电压，导线感应电位为－k0Ugb的，总感应的对地电压避雷线的影响（1）若避雷线不接地8电磁分量增大，计算方法尚有争论。行业标准建议，（1）无避雷线时，最大值a－感应过电压系数(kV/m)，a≈IL/2.6（2）有避雷线时雷击杆塔时的感应过电压一般不超过500kV，仅对35kV及以下线路的绝缘有一定威胁（雷电耐受水平为350kV）。99.1

4、.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平10避雷线根数12平原山区1/41/31/61/4一、雷击杆塔时的反击过电压塔顶（横担）电位与导线电位差引起绝缘子串闪络——反击。11(1)塔顶及横担电位避雷线的分流作用:igt

5、U50%时，绝缘子串将发生闪络；U50%以下端为正极性时（负极性雷）的值较低。雷击杆塔耐雷水平：(4)耐雷水平的计算远离避雷线的导线最具危险性。提高雷击杆塔（反击）耐雷水平降低冲击接地电阻Rch提高导地线间的耦合系数k15二、雷击避雷线挡距中央时的过电压避雷线的半径较小，产生强烈的电晕；衰减很快，当过电压波传播到杆塔时，已不足以使绝缘子串击穿，因此通常只需考虑雷击点避雷线对导线的反击问题。16在反射波到达之前，可用彼得逊等值电路计算。最高电位时间点取斜角波头i=at，避雷线最高电位长期运行经验表明，雷击避雷线档距中央引起空气间隙闪络的事例非常少见。间隙电压绕击跳闸是

6、超、特高压线路雷击故障的主要原因。17三、绕击时的过电压和耐雷水平击距:雷电先导头部与地面目标的临界击穿距离。电气—几何模型（EGM）小电流才发生绕击。18我国规程建议绕击概率：平原地区山区为保护角（）；h为杆塔高度（m）。山区线路的绕击率约为平原线路的3倍，或相当于保护角增大了8（一）绕击概率19（二）绕击耐雷水平绕击耐雷水平我国技术规程建议Zd＝2Z020线路电压等级/kV35110220330500反击（击杆）耐雷水平/kA20-3040-75875-110110-150125-175绕击耐雷水平/kA3.571216.4521.38u50%/kV350

7、700120016452138219.1.3输电线路的雷击跳闸率线路雷击跳闸的两个条件：雷电流超过耐雷水平冲击电弧转换为稳定的工频电弧一、建弧率冲击闪络转化成稳定的工频电弧概率与工频弧道中的电场强度和去游离条件有关E为绝缘子串的平均运行电压(有效值)梯度，kV/m对于中性点有效接地的系统：对于中性点非有效接地的系统：22二、有避雷线线路的雷击跳闸率1雷击杆塔时的跳闸率每100km线路每年的遭受雷击的次数为：次/100km·年击中杆塔引起的跳闸次数：2雷绕击导线时的跳闸率g为击杆率，P1为雷电流幅值超过雷击杆塔耐雷水平I1的概率Pα为绕击率，P2为雷电流幅值超过绕