电力系统防雷保护 ppt课件

由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率为建弧率
( ),它与沿绝缘子串或空气间隙的平均运动电压
梯度有关。可由下式求得
(4.5E0.75 14) 102
E-绝缘子串的平均工作电压梯度
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二、 线路雷害事故发展过程及防护措施
• 架空输电线路雷害事故的发展过程及相应的防护 措施
避雷线
提高耐雷 水平措施
电力系统防雷保护
电力系统的防雷保护包括了线路、变电所、发电厂等 各个环节。
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第一节 架空输电线路防雷保护
输电线路耐雷性能的若干指标 线路雷害事故发展过程及防护措施 线路耐雷性能的分析计算
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一、输电线路耐雷性能的若干指标
一条100km长的架空输电线路在一年中遭到数十次雷击。 线路的雷击事故在电力系统总的雷害事故中占有很大的 比重。
保护角：110-220KV 200-300；500KV以上≤150
35kV及以下的线路主要依靠架设消弧线圈和自动重 合闸来进行防雷保护。
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（二）降低杆塔接地电阻
提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施。杆 塔的工频接地电阻一般为10～30Ω。（具体值见p179表
8-2）
（三）加强线路绝缘
地电阻Ri上造成压降，使横担具有一定的对地电位
ua

(Rii
La
di ) dt
线路杆塔分流系数
2、塔顶电压utop沿着避雷线传播而在导线上感应出来
的电压u1。与上一分量ua相似，杆塔电流it造成的塔顶
电位
utop

(Rii

Lt
di ) dt
u1 kutop
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3、雷击塔顶而在导线上产生的感应雷击过电压
u' i(c)
ui (c) (1
hg hc
k0 )
ui(c) - 无避雷线时的感应雷击过电压 k0 - 导、地线间的几何耦合系数
4、线路本身的工频电压u2
作用在绝缘子串上的合成电压
uli
ua

u1

u' i(c)
u2
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击并没有什么作用。
• 定义：耦合地线是加挂在导线下面，主要是针对于土壤电 阻率较高，接地电阻降不下来的线路。
• 架设耦合地线的作用原理是： 一是增大避雷线与导线之间的耦合系数,从而减少绝
缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量;
•
二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。
现从运行经验来观察其防雷效果，架耦合线后,跳闸 率降低46％。
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，但有相当大的局限性。
优先采用降低杆塔接地电阻的办法来提高线路耐 雷水平。
（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。
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•
架设耦合地线是防雷直击杆塔闪络的措施之一，对绕
可见UA仅仅取决于它的波前陡度a，而与雷电流无关。
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(三)雷击杆塔 击杆率：雷击杆塔次数与落雷总数的比值。
注入线路的总电流即为雷电流 i it ig
it 为流经杆塔的电流，ig 为流经避雷线的分流。
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线路绝缘子串上所受到的雷电过电压包括四个分量：
1、杆塔电流it在横担以下的塔身电感La和杆塔冲击接
每100km线路的年落雷次数N
N



b
4h 10
Td
[次/(100km.年)]
为地面落雷密度
b为两根避雷线之间的距离；h为避雷线的平均对地高度 Td为雷暴日数
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1、耐雷水平（I ）
耐雷水平是指雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络 的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅 值，单位为kA。
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三、线路耐雷性能的分析计算
(一)绕击导线
雷闪绕过避雷线直接击中导
线的概率，称为绕击率Pα 。 Pα之值与避雷线对边相导 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
lg P


ht
86
3.9
山区线路
lg P


ht
86
3.35
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绕击跳闸次数
降低建弧 率的措施
自动重合闸
雷电 放电
雷电 过电压
线路绝缘 冲击闪络
工频 电弧
断路器 跳闸
供电 中断
图8-1 线路雷害事故的发展过程及相应的防护措施
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(一输)1避1电0雷k线V线及路（以上架上采空架用地空的线输各）电种线防路雷防保雷护措措施施是：沿全线架设 避雷线；
作用：避免雷电直接击中导线而产生极高的雷电过 电压；提高线路的耐雷水平。
但是雷电流超过了线路耐雷水平，只会引起冲击闪络， 只有在冲击闪络之后还建立工频电弧，才会引起线路 跳闸。
由冲击闪络转变成稳定工频电弧的概率为建弧率
( ),它与沿绝缘子串或空气间隙的平均运动电压
梯度有关。可由下式求得 (4.5E0.75 14) 102
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雷电流超过了线路耐雷水平，只会引起冲击闪络，只 有在冲击闪络之后还建立工频电弧，才会引起线路跳 闸。
•
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• (五)消弧线圈
• 能使雷电过电压所引起来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。
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• (六)管式避雷器
• 仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防 雷保护。它能免除线路绝缘的冲击闪络，并使建弧 率降为零。
• (七)不平衡绝缘 • 一回路的三相绝缘子片数少于另一路的三相。 • (八)自动重合闸 • 线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化。
我国标准规定的各级电压线路应有的耐雷水平值 见表8-1
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2、雷击跳闸率（n ）
雷击跳闸率 是指在雷暴日数Td＝40的情况下、 100km的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)”． 实际线路长度L不是100km，雷暴日数也不正好是40时 必须换算到某一相同的条件下(100km，40雷暴日)， 才能进行比较。
n2 N P P2 （次/年）
N – 年落雷总数 P – 绕击率 P2 – 超过绕击耐压水平I2的雷电流
– 建弧率
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(二)雷击档距中央的避雷线
雷击避雷线最严重的情况是雷击点处于档距中央时。 真正击中档距中央避雷线的概率只有10%左右。
雷击点电压最大值 U A Zg l a / 4v