第九章 输电路的防雷保护.docVIP

输电线路的防雷保护 本章要求： 输电线路的感应过电压：雷击大地和雷击杆塔时导线上感应过电压的计算 输电线路上的直击雷过电压和耐雷水平 建弧率及雷击跳闸率的计算。 输电线路防雷措施及作用分析 由于输电线路长度大，分布面广，地处旷野，易受到雷击。输电线路上出现的大气过电压有两种：一种是雷击于输电线路引起的，称为直击雷过电压； （1）雷直击导线，无避雷线的线路最易发生，但即使有避雷线，雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而击于导线（绕击）。 （2）雷击杆塔或避雷线强大的雷电流通过杆塔及接地电阻，使杆塔和避雷线的电位突然升高，杆塔与导线的电位差超过线路绝缘子闪络电压时绝缘子发生闪络，导线上出现很高的电压。这种杆塔电位升高，反过来对导线放电，称为反击。 另一种是雷击线路附近地面而引起的，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压。 （3）雷击输电线路附近大地 雷击导线水平距离65m以外的大地时，由于空间电磁场的急剧变化，在导线上感应出的过电压，称为感应雷过电压。 感应雷过电压的危害： （3-1）引起线路跳闸，影响正常供电 由于过电压引起绝缘子闪络，导线对地短路，雷电过电压持续时间短（几十μs），继电保护装置来不及动作，但工频续流沿放电通道继续放电，在形成稳定燃烧的电弧后，则继电保护装置将使断路器跳闸，影响正常送电 （3-2）雷电波侵入变电站 导线上形成的雷电过电压波，最终将侵入变电站，经复杂的折反射后，在电气设备上出现很高的过电压，危及设备绝缘，造成事故。 输电线路防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。 耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流的幅值，单位为KA。线路的耐雷水平越高，线路绝缘发生冲击闪络的机会就越小。 雷击跳闸率：每100km线路每年有雷击所引起的跳闸次数。是衡量线路防雷性能的综合指标。 线路防雷问题是一个综合的技术经济问题，在确定线路的具体防雷措施时，应根据线路的电压等级、负荷性质、系统运行方式、雷电活动的强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，特别要结合当地原有线路的运行经验通过技术经济比较来确定。 第一节 输电线路的感应雷过电压 一、雷击线路附近大地，线路上的感应过电压感应过电压的来源：静电分量：束缚电荷瞬间释放形成感应雷过电压。电磁分量：主放电电流产生磁场变化形成感应过电压。 当S 65m时，单导线上的感应过电压为： －雷电流幅值KA；－导线悬挂的平均高度m；S－雷击点距离导线的距离。 感应过电压特点： （1）由于雷击大地，大地自然接地电阻较大，雷电流幅值一般100kA，感应过电压幅值一般为300－400kV，最大为500kV，故可能引起35kV及以下线路闪络事故，对于110kV及以上线路，由于绝缘水平较高，所以一般不会引起闪络事故。 （2）感应过电压的极性与雷电流极性相反。. （3）三相导线上同时出现，相间不存在电位差，故只能引起对地闪络事故，如果两相或三相同时对地进行闪络，即形成相间闪络事故。 （4）波形较平缓，波头几－几十μs，波长几百μs 当导线上方挂有避雷线时：由于其屏蔽效应，导线上的感应电荷就会减少，导线上的感应过电压就会降低。避雷线的屏蔽作用可用下法求得，设导线和避雷线的对地平均高度分别为，若避雷线不接地，则可求得避雷线和导线上的感应过电压分别可以表示为 所以 但是避雷线实际上是通过每基杆塔接地的，因此可以设想在避雷线上有一个电位，以此来保持避雷线为零电位，由于避雷线与导线的耦合作用，此将在导线上产生耦合电压,其中K为避雷线和导线的耦合系数。 这样，导线上的电位将为 上式可