第八章 电力系统防雷保护.pptxVIP

第八章电力系统防雷保护第一节架空输电线路防雷保护第二节变电所的防雷保护第三节旋转电机的防雷保护1

雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占比大。电力系统防雷保护包括线路、变电所、发电厂等环节。2

输电线路是电力系统的大动脉;输电线路在一年中往往会遭到数十次雷击;线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中比重。第一节架空输电线路防雷保护3根本目的就是尽可能减少线路雷害事故次数和损失。

4防止雷直击导线防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧防止线路中断供电

5在我国跳闸率比较高的地区高压线路由雷击引起的次数约占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击事故率更高；在日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的，雷击经常引起双回同时停电，20－30％的输电线路故障发生在双回输电线路；美国、前苏联等十二个国家的电压为275－500kV总长为32700km输电线路连续三年的运行资料中指出，雷害事故占总事故的60％。

1.耐雷水平（）雷击线路时，其绝缘未曾发生闪络的最大雷电流幅值；能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值，单位为kA。我国标准规定耐雷水平值见表8-1。6一、输电线路耐雷性能的若干指标

2.雷击跳闸率（N）在雷暴日数Td＝40的情况下、100km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)”;如实际线路长度及雷暴日数不是指定值，则须进行换算。7[次/(100km·年)]γ为地面落雷密度[次/（雷暴日·km2）b为两根避雷线之间的距离（m）h为避雷线的平均对地高度（m）Td为雷暴日数每100km线路的年落雷次数N

雷电流超过线路耐雷水平，最先只会引起冲击闪络；在冲击闪络之后如果建立起了工频电弧，就会引起线路跳闸。由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率称为建弧率(η)；建弧率与沿绝缘子串或空气间隙的平均运行电压梯度E有关，关系式为:8

二、线路雷害事故发展过程及防护措施只要能制止上述发展过程中任一环节，就可避免雷击引起长时间停电事故。9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

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的主要防雷措施是沿全线架设避雷线；35kV及以下的线路因本身的绝缘水平太低，即使装上避雷线来截住直击雷，往往仍难以避免发生反击闪络，因而效果不好；（二）降低杆塔接地电阻提高线路耐雷水平和减少反击跳闸率的主要措施。杆塔的工频接地电阻一般为10～30Ω。10

11（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，但此措施有相当大的局限性。（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。

(五)消弧线圈使雷电过电压引起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)管式避雷器不作密集安装。仅用作线路上雷电过电压特别大的场合或绝缘薄弱点的防雷保护。(七)线路阀式避雷器在雷击事故频发、存在绝缘弱点、杆塔接地电阻超标或高度特别大的杆塔上有选择性地重点安装ZnO避雷器。12

(八)不平衡绝缘一回路的三相绝缘子片数少于另一回路的三相。(九)自动重合闸线路绝缘具有自恢复功能，大多数雷击造成的冲击闪络和工频电弧在线路跳闸后能迅速去电离，线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化，因此装设自动重合闸的效果很好。13

14安装避雷线，减小避雷线的屏蔽角，受到杆塔结构的限制（雨伞的作用）提高线路绝缘水平（加高堤坝）降低杆塔接地电阻（疏淤）双回输电线路采用不平衡绝缘（放水）线路避雷器（水涨船高）

三、线路耐雷性能的分析计算15

雷闪绕过避雷线直接击中导线的概率，称为绕击率Pα；16(一)绕击导线

17流经雷击点的雷电流波为导线上电压为幅值绕击时耐雷水平

绕击率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18

n2–绕击跳闸次数（次/年）N–年落雷总数Pα–绕击率P2–超过绕击耐雷水平I2的雷电流出现概率η–建弧率19绕击跳闸次数：

雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央。雷闪击中档距中央避雷线的概率约为10%左右。20(二)雷击档距中央的避雷线

以平顶斜角波作分析：雷电流波前表达式为i=at,从雷道波阻抗Z0投射下来的电流入射波