线路直击雷过电压及耐雷水平教学讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目二 输电线路的直击雷过电压防护,一、直击雷过电压,分类：,雷击杆顶、雷击BLX档距,中央、直击或绕击导线,1、雷击杆顶：,大部分雷电流经杆塔入地，,小部分经BLX入地。,设雷电流i为斜角波头，波头T1，幅值I，陡度a，,流过杆塔的电流为 （为分流系数）,(1)塔顶电位：,L,t,为杆塔等值电感，雷电流波前陡度di/dt=I/T,1,，,塔顶电位幅值为：,注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1；,不同电压等级及BLX数目的也不同，见表7-2,则塔顶电位为,于是，导线电位就等于避雷线电位产生的耦合电压,与雷电流引起的感应过电压之和：,(2)导线电位和绝缘子串上的电压：,雷击塔顶时，与塔顶相连的BLX也有相同的电位,u,top,。负极性的雷电波沿杆塔及BLX传播时，由于BLX与导线之间的电磁耦合作用，在导线上将产,生,耦合电压,ku,top,，其极性与雷电流极性相同。,另一方面，由塔顶向雷云发展的正极性雷电波，引,起空间电磁场的迅速变化，又使导线上出现与雷电,流极性相反的正的感应过电压 。,绝缘子串上,电压幅值为：,(3)耐雷水平：,令 ，即可求得,雷击塔顶反击时的耐雷水,平I,1,，即,影响I,1,的因素：,杆塔分流系数，杆塔等值电感L,t,，杆塔冲击接,地电阻R,i,，耦合系数k和绝缘子串的U,50%,冲击放,电电压。,提高雷击塔顶时耐雷水平的措施：,（1）一般高度杆塔（小于40m），冲击接地电阻,上压降是塔顶电位的主要成分，因此降低接地电阻,可以有效地减小塔顶电位和提高耐雷水平；,（2）增大耦合系数k；,（3）加强线路绝缘（提高U,50%,）。,为了减少反击，必须提高线路的耐雷水平。标,准中规定，雷击塔顶时应有的耐雷水平I,1,为：,有避雷线时线路应有的耐雷水平,额定电压(kV),35,110,220,330,500,耐雷水平I,1,(kA),2030,4075,75110,100150,125175,雷电流超过I,1,的概率(%),5946,3514,146,72,3.81,2、雷击BLX档距中央：,根据模拟试验和实际运行经验，雷击BLX档距,中央的概率较小(10%)。,由于半径较小的BLX的强烈电晕衰减作用，使过,电压波传播到杆塔时，已不足以使绝缘子串闪络,，通常只需要考虑雷击BLX对导线的反击问题。,标准规定，只要按经验公式S0.012l+1确定档距,中央导、地线间的空气间距S，一般不会发生BLX,对导线的反击故障。,3、直击或绕击：,装设BLX的线路，仍有雷绕过BLX击于导线的可能,K,a,与避雷线保护角、杆塔高度h及线路通过地区,的地形地貌有关。,山区线路因地面附近电场受山坡地形影响，绕击率,约为平原线路的3倍。,发生绕击的概率称为绕击率K,a,虽然绕击率很小，但一旦发生绕击，产生的雷过电,压很高，即使是绝缘水平很高的超高压线路也往往,难免闪络。,(1)雷击点电压幅值：,研究表明，雷电流通道具有分布参数特征，其波阻,抗用Z,0,表示。,从实际效果看，雷击线路过程可看作是一数值为雷电流之半(i/2)的电流波沿一波阻抗为Z,0,的通道向被击线路传播的过程，于是可得到其彼得逊等值电路,雷击点电压幅值为：,近似计算中假设Z,0,Z,c,/2，Z,c,线路波阻抗，,取400。,此即国标中用来估算绕击时过电压的近似公式,(2)绕击时的耐雷水平：,令 ，可得绕击时的耐雷水平I,2,：,例如：,采用13片XP-70型绝缘子的220kV线路绝缘子,串的U,50%,1200kV，可求得其I,2,12 kA，大于I,2,的,雷电流出现概率P,1,73.1%。同理110、500kV线路,绕击时耐雷水平分别只有7、27.4kA，雷电流幅值超,过7、27.4kA的概率分别为83.3%、48.8%！,可见，绕（直）击时线路的耐雷水平很低！,因此对110kV及以上中性点直接接地系统的输电线路，一般都要求沿全线架设避雷线，以防止线路频,繁发生雷击闪络跳闸事故。,4.4 雷击跳闸率及防雷措施,一、引起跳闸的过电压类型,击杆顶反击(1),击避雷线档距中央(2),直击绕击(3),感应雷过电压(4),显然，对110KV及以上线路，只需考虑(1)、(3),两种情况下过电压产生的跳闸率。,二、雷击跳闸率计算,雷击输电线路导致跳闸需要两个条件，一是雷电流,超过线路的耐雷水平，导致绝缘子串发生冲击闪络；,其二是冲击电弧转化为稳定的工频短路电弧，才会,跳闸。,建弧有一定的统计性，在线路冲击闪络的总次数,中，可能转为稳定工频电弧的比例称为,建弧率,：,建弧率,取决于沿绝缘子串或空气间隙的平均工作电压梯度E，也与闪络瞬间工频电压瞬时值和去游离条件有关。,1、建弧率,n,1,=NgP,1,其中g为击杆率，P,1,为雷电流幅值超过雷击杆顶,耐雷水平I,1,的概率；Pa为绕击率，P,2,为雷电流幅,值超过绕击耐雷水平I,2,的概率。,n,2,=NP,a,P,2,2、雷击跳闸率的计算,线路总的雷击跳闸率n为雷击杆塔跳闸率n,1,和,绕击跳闸率n,2,之和，即n=n,1,+n,2,经验公式：,影响因素：P,1,（I,1,）耐雷水平,降低雷击跳闸率的措施：I、加强绝缘法E,架空输电线路典型杆塔的雷击跳闸率,电压等级/kV,110,220,500,平原跳闸率/(次/百公里年）,0.83,0.25,0.081,山区跳闸率/(次/百公里年）,1.182.01,0.430.95,0.170.42,三、输电线路防雷措施,自学总结,自学要点：（1）BLX在线路防雷中的作用？,（2）R,i,的影响？,（3）消弧线圈在防雷中怎么起作用？,思考题,7-3,补充思考题：,1、耐雷水平的含义？影响耐雷水平的因素主要有哪些？,2、线路防雷措施主要有哪些？,