高压输电研究报告

达到如下指标：
表1.2线路雷击跳闸率日标值
（单位；次/100kn.a）（40^电日〉
JlOkV
22OKV
330KV
500KV
0.525
0.315
0.20
0, 14
造成输电线路雷击跳闸的主要原因是反击和绕击。
1.输电线路反击
杆塔以及杆塔附近避雷线上落雷后，由于杆塔或接地引下线的电感和杆塔接 地电阻上的压降，塔顶的电位可能达到使线路绝缘发生闪络的数值， 造成杆塔雷 击反击。杆塔的接地电阻是影响雷击跳闸率的重要因素，计算表明：杆塔的接地
⑸保护角
通常将避雷线与外侧导线的联线和避雷线对地垂直线之间的夹角叫保护角。
⑹绕击率
当雷电绕过避雷线直接打在导线上的概率。
⑺击杆率
运行经验表明，在线路落雷总数中雷击杆塔的次数与避雷线根数和经过地区 的地形有关，雷击杆塔次数与雷击线路总次数的比值称为击杆率g，《规程》建
议的击杆率如表2.1所示。
表
很数
0
iL上(1cos t)
2
⑵雷电流幅值
雷电流iL为一非周期冲击波，其幅值与气象、自然条件等有关，是一个随 机变量，只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。
⑶雷电日
在进行防雷设计和采取防雷措施时，必须从该地区雷电活动的具体情况出 发。某一地区的雷电活动强度可以用该地区的雷电日来表示。雷电日是一年中有
高压输电线路防雷研究报告
1.
输电线路在运行过程中承受工作电压、操作过电压或大气过电压时，都可能 会发生绝缘闪络事故。在超高压输电系统中，操作过电压已被限制在较低的水平 （500kV系统不超过2.0p.u）,不再是构成线路绝缘的控制因素。另一方面，近 几年来因治理污闪事故的调爬等措施使线路的绝缘水平得到提高，线路在工作电
1
1
平原
1/2
1/4
1/6
山凶
1
1/3
1/4
⑻耐雷水平
雷击线路时，线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值叫耐雷水平。我国规程
规定各级电压线路的耐雷水平值见表1.3,这是从综合技术、经济比较得到的。 表中还列出了雷电流超过该耐雷水平的概率。可见线路防雷是相对的安全，即允 许有一部分雷击引起闪络。选择线路绝缘及防雷措施的要求是：在不显著增加线 路造价的情况下，保证有足够的运行可靠性。
绒路耐由水fV单世LA
ZD'JO
+0-^75
75-110
100—150
125- 175
雨电流砂过h的概霰
135-14」)%
r%
7J
3.K70%
2.输电线路绕击
雷绕过避雷线的屏蔽，击于导线称为“绕击”。由于影响发生绕击的因素比反击 要复杂得多，人们对它感兴趣的Hale Waihona Puke Baidu度和研究深度也较反击为多。上一世纪的60
0.12
J
500
0.3 &
0.09
A&3
统计表明，雷害引起的跳闸约占线路跳闸次数的50%。为确保送电线路的
安全稳定运行，建设坚强电网，国家电网公司对雷击跳闸率指标提出了更加严格 的要求。2005年3月国家电网公司颁布的《110（66）kV〜500kV架空输电线路 运行规范》明确提出各电压等级线路的雷击跳闸率（归算到40个雷暴日），应
电阻如增加10〜20Q,雷击跳闸率将会增加50%〜100%。为此，各网、省电 力公司为提高供电可靠性，投入大量的人力和财力进行杆塔接地电阻的改造，使 线路杆塔的接地电阻满足防雷设计的要求，保证了雷击跳闸率满足规程的要求。
农备种电压等级的线路i殳计耐命水屮
鈍宦电伍r痕位kV
35
110
220
SM)
500
上的雷电流，波头大致在1~4卩s内，实测表明，雷电流幅值IL与陡度dtdiL的线性相关系数为0.6左右，这说明雷电流幅值增加时雷电流陡度也随之增加， 因此波头变化不大，根据实测的统计结果，“规程”建议计算用波头取2.6卩so即认为雷电流的平均上升陡度
业为:业= !lkas
dtdt2.6
雷电流的波头形状对防雷设计是有影响的，因此在防雷设计中需对波头形状 作出规定，“规程”建议在一般线路防雷设计中波头形状可取为斜角坡；而在设 计特殊高塔时，可取为半余弦波头，在波头范围内雷电流可表示为：
⑼建弧率
在雷冲击绝缘子串时，雷冲击电压过去后，弧道仍有一定程度的游离，在工频压
作用下，将有短路电流流过闪络通道，形成工频电弧。雷电压持续时间很短（100
卩s左右），绝缘子冲击闪络时间也相应很短，继电保护来不及动作，所以仅有 冲击闪络并不会引起开关跳闸，只有当冲击闪络火花转变为稳定工频电弧， 才会 引起线路开关跳闸，因此一条线路的雷击跳闸数，不仅与耐雷水平有关而且与冲 击闪络之后弧道建立工频电弧的可能性， 也就是建弧率有关，建弧率可用 表示:
年平均雷暴日数多于90的地区及根据运行经验雷害特别严重的地区为强雷区。
⑷地面落雷密度和输电线路落雷次数
为了防雷设计和采取防雷措施，必须知道地面落雷密度，地面落雷密度“r”的定义为：每一雷电日每平方公里地面遭受雷击的次数，“规程”建议r为0.07次/平方公里2雷日。
对于线路来说，由于高出地面，有引雷的作用，根据模拟试验和运行经验， 一般高度的线路的等值受雷面的宽度为 （4h+b）（h为避雷线成导线的平均高度，b为两根避雷线间的距离），也即等值于受雷面积为线路两侧的地带，线路愈高， 则等值受雷面积愈大。
年代初，美国的E.R.Whitehead、H.R.Armstorng和G.R.Brown等人在前人完 成的小模型模拟试验的基础上先后开展了绕击过程的理论研究，并取得了重要成
果，完善和发展了分析输电线路屏蔽性能的电气几何模型(EGM)，被称为
Whitehead理论。
2.
⑴雷电流波形
雷电流的波头和波尾皆为随机变量，其平均波尾为40卩s；对于中等强度以
压作用下的可靠性也明显提高。国内、外运行经验表明，大气过电压引起的绝缘 闪络已成为线路故障的主要原因。 现将美国、日本和俄罗斯等几个国家的高压和 超高压输电线路的雷击跳闸率摘录如表1.1。
表1.1国外高压输电线路雷击跳闸率（单位；次
国家
电压等级kv
美国
俄罗斯
日本
220
0.87
0.
330 (345)
0.S3
雷电的日数。“规程”建议采用雷电日作为计算单位。根据长期统计的结果，在 我国“规程”中绘制了全国平均雷日数分布图，可作为防雷设计的依据，全年平 均雷日数为40的地区为中等雷电活动强度地区，如长江流域和华北的某些地 区；年平均雷电日不超过15日的地区为少雷区；年平均雷暴日数多于15但少
于40的地区为中雷区；年平均雷暴日数多于40但少于90的地区为多雷区；