輸電線路的防雷保護資料.ppt

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1、5輸電線路的防雷保護主要內(nèi)容輸電線路的感應(yīng)雷（雷電感應(yīng)）過電壓輸電線路的直擊雷過電壓輸電線路的耐雷水平與雷擊跳閘率高桿塔輸電線路的雷電過電壓輸電線路的防雷措施無論是高壓或超高壓的輸電線路，雷害故障占線路故障的40%～70%，尤其是在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊輸電線路而引起的事故率更高雷擊線路可能引起兩種破壞：短路接地故障，引起線路跳閘停電事故；雷擊線路形成的雷電過電壓波（侵入波），沿線路傳播侵入變電所，危害變電站電氣設(shè)備的安全運行。輸電線路防雷性能的重要指標(biāo)是耐雷水平和雷擊跳閘率。輸電線路雷擊過

2、電壓類型：直擊雷過電壓；感應(yīng)雷過電壓（雷電感應(yīng)過電壓）。5.1輸電線路的感應(yīng)雷（雷電感應(yīng)）過電壓雷電感應(yīng)過電壓的形成感應(yīng)過電壓的靜電分量:由于先導(dǎo)通道中電荷所產(chǎn)生的靜電場突然消失而引起的感應(yīng)電壓。感應(yīng)過電壓的電磁分量:由于主放電通道中雷電流所產(chǎn)生的磁場變化而引起的感應(yīng)電壓。由于主放電通道與導(dǎo)線幾乎互相垂直，電磁感應(yīng)較弱，因此電磁分量不大，約為靜電分量的1/5。感應(yīng)雷過電壓的極性與雷電流極性相反，并且感應(yīng)雷過電壓的靜電分量和電磁分量都是由同一主放電過程產(chǎn)生的電磁場突變引起的，感應(yīng)雷過電壓中靜電分量起主導(dǎo)作用。二

3、、雷擊線路附近地面時導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓當(dāng)雷擊點離導(dǎo)線的距離S>65m，I≤100kA時，導(dǎo)線上的雷電感應(yīng)過電壓幅值為：雷電感應(yīng)過電壓幅值一般不超過300~400kV。對35kV及以下輸電線路，可能造成絕緣閃絡(luò)，而對于110kV及以上線路，一般不會引起閃絡(luò)。雷電感應(yīng)過電壓在三相導(dǎo)線中同時存在，一般不會引起架空線路的相間絕緣閃絡(luò)。如果導(dǎo)線上方架設(shè)有避雷線，發(fā)生雷擊導(dǎo)線附近大地時，由于避雷線的屏蔽作用，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷會減少，從而導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓將會下降。三、雷擊線路桿塔時導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過電壓當(dāng)S≤65m時，可認

4、為將因線路的引雷作用而擊中線路（避雷線或?qū)Ь€）或桿塔。對一般桿塔高度小于40m以下的線路，在無避雷線時，導(dǎo)線上雷電感應(yīng)過電壓的幅值α=I/2.6有避雷線時，由于避雷線的屏蔽效應(yīng)，考慮耦合系數(shù)k，5.2輸電線路的直擊雷過電壓一、雷擊桿塔塔頂或附近避雷線時的過電壓塔頂電位導(dǎo)線電位線路絕緣上承受的電壓反擊：作用于絕緣子串上的電壓超過其50%沖擊放電電壓，絕緣子串會發(fā)生桿塔對導(dǎo)線放電導(dǎo)致的閃絡(luò)。二、雷擊導(dǎo)線時的過電壓繞擊：雷繞過避雷線而擊于導(dǎo)線id=i0/2三、雷擊檔距中央避雷線時的過電壓Lb為雷擊點至桿塔的等值電感

5、，α為雷電流平均陡度避雷線與導(dǎo)線間空氣間隙S上所承受的最高電壓S≥0.012+1（m）不會發(fā)生擊穿5.3輸電線路的耐雷水平與雷擊跳閘率一、輸電線路與雷擊相關(guān)的參數(shù)1.輸電線路落雷次數(shù)N：（Td=40，γ=0.07）2.擊桿率g：雷擊桿塔頂部的次數(shù)N1與線路總的落雷次數(shù)N之比3.繞擊率Pα：雷繞擊導(dǎo)線的次數(shù)N2與雷擊線路總次數(shù)N的比值山區(qū)平原4.建弧率η：沖擊電弧轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率中性點有效接地系統(tǒng)中性點非有效接地系統(tǒng)Un為線路額定電壓（有效值），kV；為絕緣子串的放電距離二、架空輸電線路的耐雷水平雷擊

6、桿塔塔頂時的耐雷水平雷繞擊導(dǎo)線時的耐雷水平雷擊檔距中央避雷線若ht≈ha、且hg≈hc220kV以下三、雷擊跳閘率求得輸電線路的耐雷水平后，根據(jù)雷電流的概率分布，求出雷電流超過輸電線路的耐雷水平的概率，即雷擊閃絡(luò)的概率，再乘以建弧率，可以求出輸電線路雷擊跳閘的概率。雷擊跳閘的概率乘以輸電線路的落雷次數(shù)即為輸電線路的雷擊跳閘率。雷擊桿塔塔頂時的雷擊跳閘率雷繞擊導(dǎo)線時的雷擊跳閘率n1=N·g·P1·η=0.28(b+4h)·g·P1·η次/100km·年n2=N·Pα·P2·η=0.28(b+4h)·Pα·P2·

7、η次/100km·年有避雷線的輸電線路雷擊跳閘率n為n=n1+n2=0.28(b+4h)·η（g·P1+Pα·P2）次/100km·年5.4高桿塔輸電線路的雷電過電壓500kV及以上電壓等級輸電線路高桿塔遭受雷擊后，感應(yīng)電壓分量增大，塔身電感增大，其幾何尺寸亦增大，雷電波在桿塔內(nèi)的折反射現(xiàn)象不可忽略，塔頂電位升高將更嚴重。不能忽視系統(tǒng)運行電壓的影響。隨著桿塔高度增大，導(dǎo)線與避雷線間距也增大，避雷線和地面的雷電屏蔽作用減小，發(fā)生繞擊的風(fēng)險明顯增大。規(guī)程法對于500kV及以上電壓等級的輸電線路，計算誤差較大。一、

8、雷擊塔頂產(chǎn)生的雷電過電壓行波法蒙特卡洛法故障樹法EMTP/ATP法桿塔的模擬模型：（1）集中電感進行模擬，忽略桿塔上的波過程，（2）根據(jù)桿塔結(jié)構(gòu)，把桿塔看作均勻參數(shù)，用一個波阻抗來模擬。不同高度的桿塔部分由于L0、C0都不同，這使沿桿塔分布的波阻抗是變化的，即不同位置桿塔的波阻抗、波速不同。（桿塔多波阻抗模型）橫擔(dān)波阻抗計算主支架波阻抗計算支架波阻抗計算絕緣子串的閃絡(luò)電壓相交法判斷絕緣子串閃絡(luò)二、輸