1、8.1 输电线路的防雷保护 一、输电线路耐雷性能指标 1、每100公里线路年落雷次数 上式中：地面落雷密度 Td雷暴日数 b-两根避雷线间的距离 h-避雷线的平均对地高度 8.1 输电线路的防雷保护 2、耐雷水平：雷击线路时，绝缘上不会发生闪络的最大雷 电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值。 8.1 输电线路的防雷保护 3、雷击跳闸率：折算为100km、40雷暴日、线路每年因雷 击所引起的跳闸次数。 建弧率：由冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率称为建弧 率。 l1绝缘子串的长度 l2木横担线路的线间距离 8.1 输电线路的防雷保护 二、输电线路雷害发展过程及防雷途径 1、雷害发展过程 雷电
2、放电 雷电 过电 压 线路 绝缘 冲击 闪络 避雷 线 稳定 工频 电弧 断路 器跳 闸 供电 中断 自动 重合 闸 降低 建弧 率 提高 耐雷 水平 8.1 输电线路的防雷保护 2、防雷途径（措施） （1）防止雷直击导线：避雷线；避雷线与避雷针配合；电 缆线路。 （2）防止雷击造成的绝缘闪络：降低杆塔接地电阻；加强 线路绝缘。 （3）防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧：增加绝缘子 片数；中性点非有效接地；消弧线圈接地。 （4）防止线路中断供电：自动重合闸；双回线、环网供 电。 8.1.2 输电线路直击雷过电压 雷直击于线路的 三种情况： l雷击杆塔塔顶； l雷击避雷线档距 中间； l雷电绕击
3、于导线 。 8.1.2 输电线路直击雷过电压 1.雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l假设雷电流为i，由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电 流小于it小于雷电流i：it=i, 为分流系数. 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l塔顶电位 小结小结: :由于避雷线的分流由于避雷线的分流 作用塔顶电位降低作用塔顶电位降低 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l导线电位的计算 （1）耦合分量：避雷线电位与塔顶电位相同，在导线上产 生耦合分量kUtop，与雷电流同极性； （2）感应分量：雷电流通道的电磁场作用，在导线上产生 感应分量hc(1-khg/hc)，与雷电流反极性；
4、 （3）导线电位幅值： 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l绝缘子串上的电压：塔顶电位与导线电位之差。 幅值幅值 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l耐雷水平：当绝缘子串上的电压Uli大于U50%时，绝缘子串 将发生闪络，与之对应的雷电流幅值为雷击杆塔的耐雷 水平。 有避雷线有避雷线 无避雷线无避雷线 小结：小结：1 1、有避雷线的线路耐雷水平有所提高、有避雷线的线路耐雷水平有所提高 2 2、提高耐雷水平的措施：加强线路绝缘（提高、提高耐雷水平的措施：加强线路绝缘（提高U U50% 50%）； ）； 增大耦合系数；降低杆塔接地电阻；增大耦合系数；降低杆塔接地电阻； 8.1.2 输电线路直击雷过
5、电压 2.雷击档距中央避雷线时的过电压 8.1.2 输电线路直击雷过电压 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l 雷电通道波阻抗Z0与两侧避雷线波阻抗并联值Zg/2近似相 等，则每侧避雷线上的电流波为i/4。 l雷击点的电压最大值： l导线空气绝缘上的最大电压： 8.1.2 输电线路直击雷过电压 3.雷电绕击导线时的过电压 l绕击率 平原地区线路平原地区线路 山区线路山区线路 l l aa保护角；保护角；htht杆塔高度杆塔高度 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l绕击时的过电压及耐雷水平 8.1.2 输电线路直击雷过电压 l计及电晕的影响时，Z400 ，Z0200 ，则雷击点的 电压为： l绕
6、击时的耐雷水平：当雷击点电压大于U50时，发生闪络 。 8.1.3 输电线路雷击跳闸率 1.雷击杆塔跳闸率： hg避雷线对地平均高度；g击杆率；建弧率； P1雷电流幅值超过I1的概率。 避雷根数 地形 012 平原121416 山区1314 8.1.3 输电线路雷击跳闸率 2.绕击跳闸率： hg避雷线对地平均高度；P绕击率；建弧率； P2雷电流幅值超过I2的概率。 8.1.3 输电线路雷击跳闸率 3.线路雷击跳闸率 8.2 发电厂和变电所的防雷保护 l发电厂及变电所的防雷要求比输电线路高。 l发电厂和变电所的雷害： （1）雷电直击发电厂及变电所：采用避雷针或避雷线进行 防护。 （2）雷电波沿输
7、电线路侵入发电厂和变电所：采用避雷器 进行防护。 8.2.1 发电厂和变电所的直击雷防护 l避雷针装设设计应考虑两点： （1）应使所有设备额和建筑物处于保护范围内。 （2）被保护设备与避雷针之间有一定距离，以防发生反击。 l避雷针装设方式：独立式和构架式。 8.2.1 发电厂和变电所的直击雷防护 l独立式避雷针 （1）被保护物最高处A点（高 度为h）的电位 （2）接地装置的B点电位 8.2.1 发电厂和变电所的直击雷防护 （3）场强与电压的关系：UA=E1d1 UB=E2d2 （4）空气与土壤中的击穿场强分别为：E1500kV/m E2 300kV/m (5)代入解方程可得： 8.2.1 发电
8、厂和变电所的直击雷防护 l构架式避雷针：造价低廉、便于安装，但构架离电器设备 较近，必须保证不发生反击。 l35kV及以下变电所，不允许避雷针装设在构架上。 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 l主要措施：装设避雷器 l对避雷器的要求 （1）在一切电压波形下，它的伏秒特性均在被保护绝缘的 伏秒特性之下。 （2）其残压低于被保护绝缘的冲击绝缘强度。 （3）被保护设备必须处于避雷器的保护距离之内。 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 1.阀型避雷器动作后变压器上的过电压 l简单假设：斜角波前T1=2.6s；忽略变压器入口电容， 即假定末端开路；多次折反射均发生在波前时间范围内 8.
9、2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 lt=0时，入射波到达1点，该点电压按u1=t上升 lt=T=l/v，波到达2点，发生全反射 u2=2(t-T) lt=2T时，反射波到达1点，此时1点 电压：u1=t+(t-2T)2(t-T) lt=tb时刻避雷器放电，其电压维持在 残压上，相当于产生一个陡度为2 的负反射波，该波经过T才能传到 变压器，因此变压残压比避雷器残 压高： 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 l变压器上的最大电压 l由上式可得变压器与避雷器之间 允许的最大电气距离 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 2.变电所的进线段保护 l为使避雷器可靠的保护变压器必须限制：侵入波陡度；流 过避雷器的冲击电流幅值。 l采用进线段保护可以达到上述目的：在靠近变电所的一段 线路上加装避雷线（对无避雷线的线路）或加强防雷保护 （对有避雷线的线路）。 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 l无避雷线的线路：在12km范围内加装避雷线。 8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护 l全线有避雷线的线路：将变电所附近2km长的一段线路加 强防雷措施。
