架空輸電線路的防雷保護(hù)課件.ppt

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1、第三部分架空輸電線路的防雷保護(hù)第一節(jié)概述1.1線路防雷工作的重要性1.2輸電線路上出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓的種類1.3衡量線路耐雷性能的主要指標(biāo)1.4線路防雷設(shè)計(jì)的選定原則1.1線路防雷工作的重要性（1）架空線路長(zhǎng)度大，暴露在曠野，易受雷擊。（2）雷擊線路使絕緣子閃絡(luò)，導(dǎo)致跳閘，使供電中斷。（3）雷擊線路形成的過(guò)電壓沿線路傳播并侵入變電所和發(fā)電廠，造成變電站雷害事故。1.2雷電過(guò)電壓的種類（1）感應(yīng)雷過(guò)電壓——雷擊線路附近地面，由于電磁感應(yīng)引起的。（2）直擊雷過(guò)電壓——雷直接擊于線路1）雷擊塔頂2）雷擊避雷線檔距中央3）雷繞擊導(dǎo)線1.3衡量線路耐雷性能的

2、主要指標(biāo)（1）耐雷水平定義：雷擊時(shí)線路絕緣不發(fā)生沖擊閃絡(luò)的最大雷電流幅值，kA。表1各級(jí)電壓送電線路的耐雷水平額定電壓(kV)3566110220330500耐雷水平(kA)20~3030~6040~7575~110100~150125~1751.3衡量線路耐雷性能的主要指標(biāo)（續(xù)）（2）雷擊跳閘率定義：雷電活動(dòng)強(qiáng)度都折算為40個(gè)雷日、線路長(zhǎng)度折算至100km條件下，每年雷擊引起的線路跳閘次數(shù)，次(/100km·年)。跳閘率越高，耐雷性能越差。1.4線路防雷設(shè)計(jì)的選定原則（1）提高耐雷水平，降低雷擊跳閘率，既避免線路因雷擊而頻繁跳閘，又不使線路防雷投

3、資過(guò)于增加。（2）線路具體的防雷措施應(yīng)根據(jù)電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、雷電活動(dòng)強(qiáng)弱、地形地貌和土壤電阻率等條件，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后合理選定。第二節(jié)感應(yīng)雷過(guò)電壓2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓2.3雷擊桿塔塔頂時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生在雷云對(duì)地放電過(guò)程中，放電通道周圍空間電場(chǎng)急劇變化，并在鄰近的導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，它包含靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量。2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生（續(xù)）圖1(a)中，在有負(fù)電荷雷云的先導(dǎo)放電階段，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度E的切向分量Ex的驅(qū)動(dòng)下，

4、與雷云異號(hào)的正電荷被吸引到靠近先導(dǎo)通道的一段導(dǎo)線上排列成束縛電荷，而導(dǎo)線中負(fù)電荷則被排斥到導(dǎo)線兩側(cè)遠(yuǎn)方或經(jīng)線路的泄漏電導(dǎo)和系統(tǒng)的中性點(diǎn)逸入大地。2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生（續(xù)）圖1(b)中，主放電開(kāi)始以后，先導(dǎo)通道中的負(fù)電荷自下而上被迅速中和，由雷擊所造成的靜電場(chǎng)突然消失，于是輸電線路上的束縛電荷就變成了自由電荷，所形成的電壓波迅速向線路兩側(cè)傳播。由此形成的電流i乘以線路波阻Z，即為向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的靜電感應(yīng)過(guò)電壓的流動(dòng)波u=iZ。2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生（續(xù)）感應(yīng)過(guò)電壓的兩個(gè)分量（1）靜電分量：因先導(dǎo)通道中電荷突然中和而引起的感應(yīng)過(guò)電壓，如圖1(b)所示。（

5、2）電磁分量：當(dāng)發(fā)生主放電時(shí)，伴隨著雷電流沖擊波，在放電通道周圍空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖場(chǎng)，它的磁通若有與導(dǎo)線鉸鏈的情況，就會(huì)在導(dǎo)線中感應(yīng)出一定的電壓，稱為感應(yīng)雷過(guò)電壓的電磁分量。2.1感應(yīng)過(guò)電壓的產(chǎn)生（續(xù)）由于主放電通道與導(dǎo)線基本上是互相垂直，互感不大。再者，主放電速度為光速的（1/20~1/2)，因此電磁感應(yīng)分量不會(huì)很大?？偟恼f(shuō)，電磁感應(yīng)分量要比靜電感應(yīng)分量小很多，約為后者的1/5?？紤]到這兩種分量出現(xiàn)最大值的時(shí)刻不同，故在感應(yīng)雷過(guò)電壓幅值的構(gòu)成上，靜電感應(yīng)分量將起主要作用。2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（1）無(wú)避雷線當(dāng)S>65m時(shí)

6、，（1）式中，為感應(yīng)電壓幅值，kV;為雷電流幅值，kA；為導(dǎo)線懸掛平均高度，m；為直接雷擊點(diǎn)距線路的距離，m。2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（續(xù)）由（1）式可知，感應(yīng)過(guò)電壓與雷電流幅值成正比，與導(dǎo)線對(duì)地平均高度成正比，越高則導(dǎo)線對(duì)地電容越小，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電壓就越高；感應(yīng)過(guò)電壓與雷擊點(diǎn)的至線路間的水平距離成反比，越大，感應(yīng)過(guò)電壓越小。2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（續(xù)）感應(yīng)雷過(guò)電壓一般不超過(guò)500kV，對(duì)110kV及以上的線路，由于絕緣水平較高，一般不會(huì)引起閃絡(luò)事故。所以，感應(yīng)雷在110kV及以下的線路中應(yīng)重點(diǎn)防治，對(duì)于

7、高壓線路，防雷工作主要以防止直擊雷為主。2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（續(xù)）（2）有避雷線當(dāng)雷擊線路附近大地時(shí)，需考慮避雷線的電磁屏蔽作用。應(yīng)用疊加原理，假設(shè)避雷線不接地，導(dǎo)線和避雷線上感應(yīng)過(guò)電壓分別為（2）（近似地取）2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（續(xù)）式中，、分別為導(dǎo)線和避雷線上感應(yīng)過(guò)電壓的幅值，kV；、分別為導(dǎo)線荷避雷線對(duì)地平均高度，m。實(shí)際上避雷線是接地，電位為零。為此，設(shè)想在不接地的避雷線上疊加一個(gè)的電壓，于是此電壓將在導(dǎo)線上產(chǎn)生耦合電壓，k是雷線與導(dǎo)線間的耦合系數(shù)。2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓

8、（續(xù)）故有避雷線后，作用在絕緣子串兩端的感應(yīng)雷過(guò)電壓下降為（3）2.2雷擊線路附近大地時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)雷過(guò)電壓（續(xù)）無(wú)避雷線