第8章輸電線路的防雷保護

會計學1第8章輸電線路的防雷保護高電壓工程基礎輸電線路防雷的措施（“四道防線”）：防止雷直擊導線沿線架設避雷線，有時還要裝避雷針與其配合(2)防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡降低桿塔的接地電阻，增大耦合系數，適當加強線路絕緣，在個別桿塔上采用避雷器等(3)防止雷擊閃絡后轉化為穩定的工頻電弧適當增加絕緣子片數，減少絕緣子串上工頻電場強度，電網中采用不接地或經消弧線圈接地方式(4)防止線路中斷供電采用自動重合閘，或雙回路、環網供電等措施第1頁/共18頁高電壓工程基礎衡量輸電線路防雷性能的兩個指標：

耐雷水平（單位：kA）

雷擊線路不致引起絕緣閃絡的最大雷電流幅值，稱為線路的耐雷水平。線路的耐雷水平愈高，線路絕緣發生閃絡的機會就愈小。

雷擊跳閘率（單位：次/l00km·40雷電日）雷擊跳閘率是指折算為統一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數。此統一條件規定為每年40個雷電日和l00km的線路長度。第2頁/共18頁高電壓工程基礎10.2線路感應雷過電壓靜電場突然消失靜電分量主放電產生脈沖磁場靜電分量第3頁/共18頁高電壓工程基礎

無避雷線時的感應雷過電壓

實測表明，感應過電壓峰值最大可達300~400kV。這對35kV及以下的水泥桿線路可能引起閃絡事故；110kV及以上的線路，由于絕緣水平較高，一般不會引起閃絡事故，且感應過電壓同時存在于三相導線上，故相間不存在電位差，只能引起對地閃絡。

α——感應過電壓系數，kV/m，其值等于以kA/μs為單位的雷電流平均陡度值，即α=I/2.6。

hd——導線平均高度，m。

雷擊線路附近地面：

雷擊桿塔或線路附近避雷線：第4頁/共18頁高電壓工程基礎

有避雷線時的感應雷過電壓Kc為避雷線與導線之間的耦合系數。如前所述，其值只決定于導線間的相互位置與幾何尺寸。線間距離越近，則耦合系數Kc愈大，導線上感應過電壓愈低。避雷線在導線上耦合出來的電壓第5頁/共18頁高電壓工程基礎10.3輸電線路的直擊雷過電壓

無避雷線時的直擊雷過電壓雷擊點電壓：輸電線耐雷水平：1.雷擊導線的過電壓及耐雷水平第6頁/共18頁高電壓工程基礎塔頂電位：導線電位：絕緣子承受電壓＝塔頂電位－導線電位＝耐雷水平：2.雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平第7頁/共18頁高電壓工程基礎

有避雷線時的直擊雷過電壓1.雷繞過避雷線擊于導線的過電壓及耐雷水平

雷擊點電壓：輸電線耐雷水平：此時，避雷線只起到降低繞擊率的作用：平原線路：山區線路：第8頁/共18頁高電壓工程基礎2.雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平

塔頂電位：導線電位：絕緣子承受電壓：輸電線路耐雷水平：第9頁/共18頁高電壓工程基礎分流系數：額定電壓(kV)110220330500單避雷線0.900.92——雙避雷線0.860.880.880.865~0.822t取0~2.6μs的平均值第10頁/共18頁高電壓工程基礎3.雷擊避雷線檔距中央的過電壓及空氣間隙

電力系統多年的運行經驗表明，間距只要滿足上式要求，雷擊檔距中央避雷線時，導線與避雷線間一般不會發生閃絡。所以，在計算雷擊跳閘率時，不計及這種情況。第11頁/共18頁高電壓工程基礎10.4輸電線路雷擊跳閘率的計算

根據模擬試驗和運行經驗，一般高度線路的避雷線和導線對地面的遮蔽寬度取4hd+b，hd是上導線的平均高度，b為避雷線之間的寬度，這樣，l00km輸電線路對地面的遮蔽面積，或受雷害面積（km2）為：

地面落雷密度γ為0.07，如果取每年40個雷暴日作為標準值，每年l00km輸電線路受到的雷擊次數（次/(100km·40雷電日)）為：第12頁/共18頁高電壓工程基礎

反擊跳閘率n1（次/100km·40雷電日

）雷擊次數擊桿率建弧率雷電流幅值大于雷擊塔頂的耐雷水平I1

的概率

繞擊跳閘率n2（次/100km·40雷電日

）雷擊次數繞擊率建弧率雷電流幅值大于雷繞擊的耐雷水平I2

的概率第13頁/共18頁高電壓工程基礎電壓等級（kV）500330220110雷擊桿塔時耐雷水平（kA）125~175100~15075~11040~75平原跳閘率（次/百公里·年）0.0810.1210.2520.833山區跳閘率（次/百公里·年）0.17~0.420.27~0.600.43~0.951.18~2.01架空輸電線路典型桿塔的耐雷水平及雷擊跳閘率第14頁/共18頁高電壓工程基礎例10-1某220kV線路，假定桿塔沖擊接地電阻Rch=7Ω，絕緣串由13片X-7組成。其正極性沖擊放電電壓U50%

為1410kV，負極性沖擊放電電壓U50%

為1560kV。架設雙避雷線，避雷線弧垂為7m，導線弧垂為12m，避雷線半徑為5.5mm。求該線路的耐雷水平及雷電跳閘率。解：1．計算幾何參數（l）避雷線與導線的平均高度（2）避雷線對外側導線的耦合系數（3）桿塔電感Lgt第15頁/共18頁高電壓工程基礎2．雷擊塔頂時分流系數查表3．雷擊塔頂時的耐雷水平I15．計算繞擊耐雷水平I2