架空输电线路的防雷保护课件.ppt

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1、第三部分架空输电线路的防雷保护第一节概述1.1线路防雷工作的重要性1.2输电线路上出现的雷电过电压的种类1.3衡量线路耐雷性能的主要指标1.4线路防雷设计的选定原则1.1线路防雷工作的重要性（1）架空线路长度大，暴露在旷野，易受雷击。（2）雷击线路使绝缘子闪络，导致跳闸，使供电中断。（3）雷击线路形成的过电压沿线路传播并侵入变电所和发电厂，造成变电站雷害事故。1.2雷电过电压的种类（1）感应雷过电压——雷击线路附近地面，由于电磁感应引起的。（2）直击雷过电压——雷直接击于线路1）雷击塔顶2）雷击避雷线档距中央3）雷绕击导线1.3衡量线路耐雷性能的

2、主要指标（1）耐雷水平定义：雷击时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值，kA。表1各级电压送电线路的耐雷水平额定电压(kV)3566110220330500耐雷水平(kA)20~3030~6040~7575~110100~150125~1751.3衡量线路耐雷性能的主要指标（续）（2）雷击跳闸率定义：雷电活动强度都折算为40个雷日、线路长度折算至100km条件下，每年雷击引起的线路跳闸次数，次(/100km·年)。跳闸率越高，耐雷性能越差。1.4线路防雷设计的选定原则（1）提高耐雷水平，降低雷击跳闸率，既避免线路因雷击而频繁跳闸，又不使线路防雷投

3、资过于增加。（2）线路具体的防雷措施应根据电压等级、负荷性质、系统运行方式、雷电活动强弱、地形地貌和土壤电阻率等条件，结合运行经验，通过技术经济比较后合理选定。第二节感应雷过电压2.1感应过电压的产生2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压2.3雷击杆塔塔顶时导线上的感应雷过电压2.1感应过电压的产生在雷云对地放电过程中，放电通道周围空间电场急剧变化，并在邻近的导线上产生感应过电压，它包含静电感应和电磁感应两个分量。2.1感应过电压的产生（续）图1(a)中，在有负电荷雷云的先导放电阶段，由于静电感应，在导线表面电场强度E的切向分量Ex的驱动下，

4、与雷云异号的正电荷被吸引到靠近先导通道的一段导线上排列成束缚电荷，而导线中负电荷则被排斥到导线两侧远方或经线路的泄漏电导和系统的中性点逸入大地。2.1感应过电压的产生（续）图1(b)中，主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和，由雷击所造成的静电场突然消失，于是输电线路上的束缚电荷就变成了自由电荷，所形成的电压波迅速向线路两侧传播。由此形成的电流i乘以线路波阻Z，即为向两侧运动的静电感应过电压的流动波u=iZ。2.1感应过电压的产生（续）感应过电压的两个分量（1）静电分量：因先导通道中电荷突然中和而引起的感应过电压，如图1(b)所示。（

5、2）电磁分量：当发生主放电时，伴随着雷电流冲击波，在放电通道周围空间产生强大的电磁脉冲场，它的磁通若有与导线铰链的情况，就会在导线中感应出一定的电压，称为感应雷过电压的电磁分量。2.1感应过电压的产生（续）由于主放电通道与导线基本上是互相垂直，互感不大。再者，主放电速度为光速的（1/20~1/2)，因此电磁感应分量不会很大。总的说，电磁感应分量要比静电感应分量小很多，约为后者的1/5。考虑到这两种分量出现最大值的时刻不同，故在感应雷过电压幅值的构成上，静电感应分量将起主要作用。2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（1）无避雷线当S>65m时

6、，（1）式中，为感应电压幅值，kV;为雷电流幅值，kA；为导线悬挂平均高度，m；为直接雷击点距线路的距离，m。2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（续）由（1）式可知，感应过电压与雷电流幅值成正比，与导线对地平均高度成正比，越高则导线对地电容越小，感应电荷产生的电压就越高；感应过电压与雷击点的至线路间的水平距离成反比，越大，感应过电压越小。2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（续）感应雷过电压一般不超过500kV，对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。所以，感应雷在110kV及以下的线路中应重点防治，对于

7、高压线路，防雷工作主要以防止直击雷为主。2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（续）（2）有避雷线当雷击线路附近大地时，需考虑避雷线的电磁屏蔽作用。应用叠加原理，假设避雷线不接地，导线和避雷线上感应过电压分别为（2）（近似地取）2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（续）式中，、分别为导线和避雷线上感应过电压的幅值，kV；、分别为导线荷避雷线对地平均高度，m。实际上避雷线是接地，电位为零。为此，设想在不接地的避雷线上叠加一个的电压，于是此电压将在导线上产生耦合电压，k是雷线与导线间的耦合系数。2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压

8、（续）故有避雷线后，作用在绝缘子串两端的感应雷过电压下降为（3）2.2雷击线路附近大地时导线上的感应雷过电压（续）无避雷线