电力系统防雷保护课件.ppt

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1、电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等各个环节。第八章电力系统防雷保护第一节架空输电线路防雷保护输电线路耐雷性能的若干指标线路雷害事故发展过程及防护措施线路耐雷性能的分析计算一条100km长的架空输电线路在一年中遭到数十次雷击。线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的比重。一、输电线路耐雷性能的若干指标每100km线路的年落雷次数N[次/(100km.年)]为地面落雷密度b为两根避雷线之间的距离；h为避雷线的平均对地高度Td为雷暴日数1、耐雷水平（）耐雷水平是指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为k

2、A。我国标准规定的各级电压线路应有的耐雷水平值见表8-12、雷击跳闸率（）雷击跳闸率是指在雷暴日数Td＝40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数，其单位为“次/(100km·40雷暴日)”．实际线路长度L不是100km，雷暴日数也不正好是40时必须换算到某一相同的条件下(100km，40雷暴日)，才能进行比较。但是雷电流超过了线路耐雷水平，只会引起冲击闪络，只有在冲击闪络之后还建立工频电弧，才会引起线路跳闸。由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率为建弧率(),它与沿绝缘子串或空气间隙的平均运动电压梯度有关。可由下式求得雷电流超过了线路耐雷水平，只会引起冲击

3、闪络，只有在冲击闪络之后还建立工频电弧，才会引起线路跳闸。由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率为建弧率(),它与沿绝缘子串或空气间隙的平均运动电压梯度有关。可由下式求得E-绝缘子串的平均工作电压梯度二、线路雷害事故发展过程及防护措施架空输电线路雷害事故的发展过程及相应的防护措施雷电放电避雷线雷电过电压提高耐雷水平措施线路绝缘冲击闪络工频电弧断路器跳闸供电中断降低建弧率的措施自动重合闸图8-1线路雷害事故的发展过程及相应的防护措施输电线路上采用的各种防雷保护措施：(一)避雷线（架空地线）110kV及以上架空输电线路防雷措施是沿全线架设避雷线；作用：避免雷电直接击中导线而产

4、生极高的雷电过电压；提高线路的耐雷水平。保护角：110-220KV200-300；500KV以上≤15035kV及以下的线路主要依靠架设消弧线圈和自动重合闸来进行防雷保护。（二）降低杆塔接地电阻提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。杆塔的工频接地电阻一般为10～30Ω。（具体值见p179表8-2）（三）加强线路绝缘增加绝缘子串中的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气间距等等，但有相当大的局限性。优先采用降低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐雷水平。（四）耦合地线作为一种补救措施，具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数，因而能提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率

5、。架设耦合地线是防雷直击杆塔闪络的措施之一，对绕击并没有什么作用。定义：耦合地线是加挂在导线下面，主要是针对于土壤电阻率较高，接地电阻降不下来的线路。架设耦合地线的作用原理是：一是增大避雷线与导线之间的耦合系数,从而减少绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量;二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。现从运行经验来观察其防雷效果，架耦合线后,跳闸率降低46％。(五)消弧线圈能使雷电过电压所引起来的一相对地冲击闪络不转变成稳定的工频电弧，即大大减小建弧率和断路器的跳闸次数。(六)管式避雷器仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防雷保护。它能免除线路绝缘的冲击

6、闪络，并使建弧率降为零。(七)不平衡绝缘一回路的三相绝缘子片数少于另一路的三相。(八)自动重合闸线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化。三、线路耐雷性能的分析计算(一)绕击导线雷闪绕过避雷线直接击中导线的概率，称为绕击率Pα。Pα之值与避雷线对边相导线的保护角α、杆塔高度ht及线路通过地区的地形地貌等因素有关。平原线路山区线路绕击跳闸次数（次/年）N–年落雷总数–绕击率–超过绕击耐压水平的雷电流–建弧率(二)雷击档距中央的避雷线雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央时。真正击中档距中央避雷线的概率只有10%左右。雷击点电压最大值可见UA仅仅取决于它的波前陡度a，而与雷

7、电流无关。(三)雷击杆塔击杆率：雷击杆塔次数与落雷总数的比值。注入线路的总电流即为雷电流为流经杆塔的电流，为流经避雷线的分流。线路绝缘子串上所受到的雷电过电压包括四个分量：1、杆塔电流it在横担以下的塔身电感La和杆塔冲击接地电阻Ri上造成压降，使横担具有一定的对地电位2、塔顶电压utop沿着避雷线传播而在导线上感应出来的电压u1。与上一分量ua相似，杆塔电流it造成的塔顶电位3、雷击塔顶而在导线上产生的感应雷击过电压-无避雷线时的感应雷击过电压-导、地线间的几何耦合系数4、线路本身的工频电压u2作用在绝缘子串上的合成电压采用裸导线时，当受到雷击后（