(完整版)反击跳闸率计算详细说明
输电线路雷击对电网可靠性的影响
输电线路雷击对电网可靠性的影响作者：孙立华来源：《科技风》2016年第18期摘要：输电线路承担着电力输送的任务，是电力系统的的重要俎成部分。
然而，输电线路长度长，运行环境复杂，通常需穿越各种地形，包括雷电频繁区域，容易遭受雷击发生停电事故，影响电网可靠性。
输电线路遭受雷击是电网停电事故的主要原因之一，研究输电线路雷击对电网可靠性的影响，对减少输电线路雷击事故具有重要意义。
本文介绍了雷电参数及耐雷性能指标，对雷击跳闸率的计算方法及其考核进行了分析。
关键词：雷击；可靠性；耐雷性能；防雷雷击是导致电网停电事故的主要因素之一，输电线路分布广，网架结构复杂，绝缘水平较低，在雷暴天气容易遭受雷击，导致电力中断，降低电网的可靠性。
通过总结历年发生的雷害事故，发现雷击事故具有一定的可防御性，本文分析了雷电参数及耐雷性能指标，指出雷暴天气下电力设备的可靠性参数与雷暴特征参数具有一定关系，并给出了雷击跳闸率的计算方法，对研究雷暴天气下输电线路的可靠性以及增强电网抗雷击能力具有实际参考价值。
1 雷电参数及耐雷性能指标1.1雷电活动频度一个地区雷电活动的强弱可以通过长时间统计雷电在该地区的活动频度进行评估，包括雷暴日、雷暴小时。
雷暴日指一年内有雷电的天数。
雷暴小时指一年内雷电放电的小时数。
一般认为，雷暴日小于15天的属于少雷区，大于40天的属于多雷区。
1.2 地面落雷密度γ雷电包括雷云之间放电以及雷云对地放电，其中雷云对地放电是引起雷害的主要原因之一。
地面落雷密度γ是指每平方公里在一个雷暴日内，地面遭受到的平均雷击次数。
1.3雷电流幅值I雷电流幅值I是指当雷击后，所流过雷击点电流的大小，反应雷电强度。
1.4 雷击跳闸率n雷击跳闸率n是反应雷击跳闸的概率。
雷电流幅值大于线路耐雷水平时会发生冲击闪络，但断路器不一定跳闸，如果闪络发展为电弧，保护动作跳闸。
建弧率η是指雷击发展为工频电弧的概率，其计算公式为：建弧率η=（4.5E0.75-14）×10-2其中，E指的是绝缘子串平均工作电压梯度。
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
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峙鲫抓志＋＼／¨嘉
、／ｓ２＋ｘ２）
３实例计算
３５ｋｖ线路杆塔如图２所示，使用由３个绝缘子组成的绝 缘子串，导线采用ＬＧＪ—１８５型，避雷线型号为ＧＪ一３５型，线路档 距取为１００岫。年雷暴日取为４０ｄ，落雷密度取为０．０７ｔｉｍｅ／Ｉ【ｍｚ・ｄ。 经过计算发现雷电绕击时杆塔的冲击接地电阻对输电线 路的耐雷水平基本没有影响，从而对线路的绕击跳闸概率也没 有影响。对于此杆塔模型进行雷电绕击跳闸概率计算得
０．００７３ｔｉｍｅ／１００ｋｍ・ａ。
由于杆塔所处的地形不同，杆塔的冲击接地电阻会有很大 差别，一般取为５一１００ｎ，使用公式（６）计算杆塔随冲击接地电 阻变化的反击耐雷水平如图３所示，耐雷水平随冲击接地电阻 在１２—５３ｋＡ之间变化，同时可以根据公式（７）计算获得反击跳 闸概率如图３所示，在０．４３．１．２６ｔｉｍｅ／１００ｋｍ・ａ之间变化。 由于感应雷是在线路中同时形成近似等值的过电压，因而 不可能发生线间闪络，因此感应过电压主要引起线路绝缘子闪 络。感应过电压与杆顶的接地电阻、导线的电感无关，而且同一
图ｌ雷电绕击导线等值电路
雷电为负极性时，绕击耐雷水平由Ｆ式确定：
。ｃｕ∥矗ｕ曲，蛩
式中，Ｕ舶。为绝缘子负极性５０％闪络电压绝对值（ｋＶ）。 线路的绕击跳闸概率为：
，Ｉ－
（４）
ＰＩ＝ｌ
ｘ（Ｉ）Ｆ（Ｉ）ｄＩ
（５）
２．２反击跳闸概率
在耐雷水平计算中，波阻抗也可以用集中电感代替，雷击 杆塔时，单根导线和避雷线的波阻取４００ｎ，２根避雷线的波阻 取２５０Ｑ。如取固定波头长度下Ｉ－２．６岫，则Ｑ＝Ｉｌ／２６，此时耐雷水 平为；
关于35kV输电线路防雷分析研究
子串闪络，所以耐雷水平：
I1＝ （1－k）βRg＋β
U50％ hB－khA Lt
ht 2.6
＋（1＋ko
hCA）hCB hCB 2.6
（13）
U50％应取绝缘子串正极性50%冲击放电电压 （伏秒特性
曲线中的临界值），因为绝大多数雷击为负极性，雷击塔顶时
作用在绝缘子串上的电压悬挂端为负极性，导线端为正极
4片绝缘子，不同冲击接地电阻时的反击跳闸率。计算结 果如表1所示。由表l可知，杆塔接地电阻对反击耐雷水平有明 显的影响。杆塔的反击跳闸率随着接地电阻的减小而减小， 特别当接地电阻小于10 Ω以后，反击跳闸率的下降速度加 快，因此降低接地电阻特别是变电站进线段处的接地电阻对 降低反击跳闸率有明显的效果。
狗，监视系统运行，对异常进程及时关闭和重起，提高系统运 行的连续性和可靠性。 4.2 子站系统结构设计
子站系统通过保护管理机接入各厂家的保护设备，保护 管理机以以太网方式接入子站，对于不具备联网功能的保护 设备，通过测控装置采用硬节点方式接入子站。子站支持多 主站模式，即可以实现子站向多个主站同时传送数据。
n1＝Ngp1n
（14）
式中，n1为反击跳闸率；n为建弧率；N为线路的年落雷次数；g
为击杆率；p1为雷电流超过耐雷水平的统计概率。N、n、g可按 规程法中的方法进行计算。
对于雷电流的幅值的概率分布，规程法推荐按下式计算：
lgP＝
－I 88
（15）
式中，I为雷电流幅值（kA）；P是幅值大于I的雷电流概率。
在子站系统中保护管理机与站内的保护装置和其它有 关装置通过串行口或以太网方式连接。所有提供规约并且实 际具有通信功能的微机型设备均可与保护管理机通信，此时 工控机子站与各保护管理机通过Hub组成以太网，各保护管 理机和工控机均可以和主站通信。系统正常运行时，信息管 理和转发功能由工控机子站承担，当工控机发生故障时（如 计算机病毒问题引起的系统故障），信息由保护管理机直接 将重要信息上传至主站／分站，以防数据丢失。
基于蒙特卡罗法的500 kV同杆双回线路雷电反击跳闸率计算和分析
３ 蒙 特 卡 罗法
图２ 双 回输 电 线 路 Ｅ ＧＭ模 型
Ｉ１ ６
，
临界 击距 ｒ 最 大击距 ｒ 和 ～。但 是 对 于 同杆双 回线 路 （ 图２ ， 于不 同 的绝缘 配 合 ， 应 的绕 击 耐 雷水 见 ）由 对 平明 临界击距 可能 不等 。 同杆 双 回线 路杆 塔结 构复
杂 ，避 雷线 与导线 和导 线与 导线 间的相 互屏 蔽作 用
至今仍 然 不够 完 善 ，有 待 进一 步 研究 和实 践校
验 ， 其相 比规程 法 已经有 了质 的飞跃 ， 但 在许 多 国家
和地 区得 到了认 可
本 文基 于 双 回线路 有别 于 单 回线 路 的特 点 ， 对 经 典 电 气 几 何 模 型 和 Ｂ ｒｅｏ计 算 模 型 进 行 了改 ｅｇｒｎ 进， 同时 运用 Ｖ 编 程 软件 。 现 了蒙 特 卡 罗法 在 输 Ｂ 实 电线路 雷 电反击 跳 闸率计算 中的应用 。并 对影 响线 路反击 的诸 如接地 电阻 、 缘 配合 、 线排 列相 序等 绝 导 因素进 行 了分析 。
Ｏ 引 言
随着 电压 等级 的升高 ， 由雷 电反 击 引起 的线 路 跳 闸事故 也在 增加 … 。因此 ， 输 电线路 雷 电反击 跳 对 闸率 的分析 和 计算 就 显得 特 别 重要 。 目前 ， 国雷 我 电反 击 跳 闸率 仍 采 用 依 据 低 电压 等 级 的规 程 法 进
露 弧是 否为零 ， 即该 导线 是否 被完全 屏蔽 ， 而避 免 从 了最大 击距 的计 ） 男 ， １ ８一 ， 吉林省吉林市人 ， 硕士研究生 ， 研究方向为电力系统过电压 。
Ｊ Ｓ Ｕ ＪＡ Ｉ ＵＹＩＧ Ｙ Ｇ 技 术 交 流 与 应 用 Ｉ Ｈ ＩＯ ＬＵ Ｙ Ｎ ＯＮ
电力系统大气过电压及保护
的平均落雷次数（单位：次/平方公里•雷电日）
我国规程规定，对Td=40的地区，取
0.015 次/平方公里.雷电日
➢ 若一般高度的线路的等值受雷面的宽度为10h(h为线
路平均高度(m))，则输电线路年平均遭受雷击的次数：
10h
N
100 T
雷电放电类型
l－先导；r－主放电；v－发展方向
雷击时计算雷电流的等值电路
研 究 表 明：雷 电放电的
先导通道具有 分布参数
的 特 性， 可认 为它是一
个 具 有 电 感、 电容等均
匀分布参数的导电通道，
称 为 雷电通道 ， 其波阻
抗为Z0
雷电流波： i0 . L
流经被击物体的电流：
Z0
第四章
电力系统大气过电压及保护
雷电放电过程及雷电参数
雷电放电过程及雷电参数
雷电是自然中最宏伟壮观的现象也是最普遍的现象之一，
它对人类的生活环境、工作条件等都造成了很大的影响，
因此对雷电的研究和防护意义重大。
早在18世纪初，富兰克林等物理学家已经揭示了闪电就是
电的本质。例如著名的风筝实验，第一次向人们揭示了雷
6、雷电流的波前时间、陡度及波长
➢雷电流的波前时间T1处于1～4µs的范围内，平均为
2.6µs。波长T2处于20～100µs的范围内，多数为50µs
左右。
➢我国防雷设计采用2.6/50µs的波形；在绝缘的冲击
高压试验中，标准雷电冲击电压的波形定为
1.2/50µs
雷电流波前的平均陡度为
(kA/µs)
均占75～90%，对设备绝缘危害较大，防雷计算
中一般均按负极性考虑。
500KV输变电工程设计中雷电过电压问题
国家电力公司武汉高压研究所武汉 430074 0 前言我国在500 kV输变电工程设计方面做了大量的研究工作，取得了很大的成绩，但也有不足。
本文着重就500 kV输变电工程设计中的雷电过电压方面的问题提出一些看法。
1 500 kV变电所雷电侵入波保护 1.1 雷击点我国规程规定只计算离变电所2 km以外的远区雷击［1］，不考虑2 km以内的近区雷击。
而实际上对变电所内设备造成威胁的主要是近区雷击。
2 km以外的雷击，雷电波在较长距离传送过程中的衰减和波头变缓，在站内设备上形成的侵入波过电压较低，以它为考察的主要对象不合适。
这可能是沿袭中压系统和高压系统作法，认为进线段有避雷线或加强绝缘，不会因反击或绕击而进波。
实际上，进线段和非进线段并无本质差异，完全可能受雷击而形成入侵波。
在美国、西欧和日本以及CIGRE工作组，均以近区雷击作入变电所侵入波的重点考察对象。
我们所进行大量500 kV变电所侵入波的研究，也均是以近区雷击为主要研究对象，同时也考虑远区雷击。
大量研究表明，近区雷击的侵入波过电压一般均高于远区雷击的侵入波过电压。
有人认为雷击#1塔会在变电所形成最严重的侵入波过电压，以此为近区雷击。
这种想法在某些情况下可能是正确的，但在我国，大多数情况下不合适。
大量研究表明，#１塔和变电所的终端门型构架(也称#0塔)距离一般较近，雷击#1塔塔顶时，经地线由#0塔返回的负反射波很快返回#1塔，降低了#1塔顶电位，使侵入波过电压减小。
而#2、#3塔离#0塔较远，受负反射波的影响较小，过电压较高。
所以仅计算雷击#1塔侵入波过电压不全面。
进线段各塔的塔型、高度、绝缘子串放电电压、杆塔接地电阻不同，也造成雷击进线段各塔时的侵入波过电压的差异。
根据经验，一般为雷击#2或#3塔时的过电压较高。
建议我国现有规程对原以考虑2 km 以外的雷击改为主要考虑2 km 以内雷击，或者兼顾近区和远区雷击，以近区雷击为主。
1.2 雷电侵入波计算方法过去受条件限制，主要依靠防雷分析仪来确定侵入波过电压。
同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真
同塔双回输电线路的雷电反击计算及仿真蔡雨楠;叶赞【摘要】As the inductance of the double-circuit trans-mission line is very large, the line faces serious lightning-protection problems. In order to reduce the rate of transmission lines trips,it is necessary to study the influence factors of the lightening back-striking of the transmission line. This paper, using ATP-EMTP to establish the simulation model of the lightening back-striking,studies the changes of voltages at the Insulator 2 under different lightning current amplitudes. The paper calculates the lightening resistance level and lightning tripping probability of the transmission line under different impulse grounding resistances, different tower heights and different surge impedances. The calculation results show that reducing the earthing resistance or the height of the steel tower can effectively reduce the outrage rate of the double circuit transmission line,and when the wave impedance of the steel tower changes 10 percent independently,the back striking rate of the transmission line will change 20 percent accordingly.%由于同塔双回输电线路电感较大，将面临更加严苛的防雷保护问题，所以为了降低输电线路的跳闸率，有必要对输电线路雷电反击的影响因素进行研究。
山区集电线路雷电绕击分析及应用
山区集电线路雷电绕击分析及应用刘承祥【期刊名称】《风能》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P68-71)【作者】刘承祥【作者单位】国华投资河北有限公司【正文语种】中文雷电活动是一种正常的大气放电现象，从大气放电的原理方面分析，山区的雷暴活动较平原地区一般会相差几倍；在山区，由于下垫面较为复杂，之间的热力状况差异也较大，容易产生空气对流，因而积雨云出现的几率较大。
而起伏的山峦又使得空气运动呈现一种非常不规则的紊流状态，并能影响到相当高的高度，容易生成雷电天气。
此外，不稳定的暖湿气流进入山区，受地形作用的抬升，也极易成为积雨云。
由于风电场自身系统的特点也导致在山区的风电场包括机组、集电线路都成为雷击放电的主要对象。
影响山区风电场放电的因素主要包括：雷击密度、风电机组装机密度、架空线路的等效截收面积，其中雷击密度的单位是：次/（km2·年），机组的装机密度是：台/km2，架空线路的等效截收面积采用作图法根据线路总长进行计算。
在我国电力系统中往往还采用一个年落雷密度的参数，年落雷密度=雷暴日×地面落雷密度，以往在没有更科学的观测手段时，人们用耳朵听来记录雷电活动强度，即雷暴日。
而计算跳闸率最终需要的是每年单位面积的落雷数，而不是雷暴日或落雷密度，这两个参数不能完全反映雷电活动强度，为了得到年落雷密度，人们根据观测，对两者的关系进行研究，得出了一些经验公式，如国际大电网会议1980年提出的（我电力行业标准采用了该公式）：在利用雷电定位系统进行观测后，完全只用年落雷密度即可。
目前风电场沿用线路的跳闸率作为评价生产指标，但35kV系统标准中没有关于风电场集电线路或山区集电线路的跳闸率标准，目前属于空白区间。
一、放电形式根据过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为三种：首先是直击雷过电压，是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压；感应雷过电压（雷电脉冲侵入），是雷击线路附近大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准
输电线路雷击风险评估标准主要包括以下几个方面：
1. 雷击跳闸率：这是评估线路防雷性能的重要指标。
雷击跳闸率是指在每一百公里线路、40个雷电日中，雷击输电线路造成的线路保护装置的开断次数。
根据电压等级的不同，各线路的雷击跳闸率也有所不同。
例如，220kV 线路的雷击跳闸率指标为次/百公里·年。
2. 绕击风险控制指标（Sr）：这表示绕击造成的跳闸率，其计算方法为国家电网公司发布的《kV~500kV架空输电线路管理规范》中第八十九条中跳闸率规定值（规范中为40个雷暴日）乘以运行经验中绕击所占比例。
3. 反击风险控制指标（Sf）：这表示反击造成的跳闸率，其计算方法为跳闸率规定值乘以运行经验中反击所占比例。
4. 地闪密度：这是评估线路所在地区雷电活动强度的指标，可以通过气象部门或相关机构获取。
地闪密度越大，线路遭受雷击的风险越高。
5. 线路绝缘水平：这是指线路的绝缘配置情况，包括绝缘子类型、片数等。
绝缘水平越高，线路耐雷击的能力越强。
6. 接地电阻：这是指线路杆塔的接地装置的电阻值，接地电阻越小，线路耐雷击的能力越强。
综合以上几个方面的因素，可以对输电线路的雷击风险进行评估。
一般来说，雷击风险越低，线路的防雷性能越好。
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
刖
舌
击距系 数是先导对地 击距 与先导对导线击距的 比率 ， 采用 ＩＥ Ｓｄ ２ ３ １９ Ｅ Ｅ ｔ１４ — ９ ７中给 出的 击距 系数 表 达 式 ：
一 一
输 配 电线 路 的 防 雷 要 求 是 根 据 线 路 的重 要 程 度 和 对 线 路 的安 全 运 行 要 求 按技 术经 济 原 则来 确 定 的 ， 线 路 的防 雷 性 能 而 取 决 于 线 路 通 道 所 处 位 置 的 落 雷 密 度 、 电 强 度 、 取 的防 雷 雷 采 措 施 和 绝缘 配 合 的裕 度 。 文 阐述 了 ３ ｋ 线 路 雷 电绕 击 、 本 ５Ｖ 反击 以及 感 应 跳 闸 概 率 的 计 算 方 法 ， 析 接 地 电阻 与 有 避 雷 线 线 路 分 耐 雷 水 平 的关 系 ，最 终 总 结 ３ｋ ５ Ｖ线 路雷 击 过 程 中 引起 雷 电跳
（） ５
２２ 反 击跳 闸概 率 ．
在 耐 雷 水 平 计 算 中 ， 阻 抗 也 可 以 用 集 中 电 感 代 替 ， 击 波 雷 杆 塔 时 ，单 根 导 线和 避 雷 线 的波 阻 取 ４ ０ ， ０ １ ２根避 雷线 的波 阻 ￣ 取 ２０ ５ Ｑ。如 取 固 定波 头长 度 Ｔ ２６ ｓ 则 ｎ Ｉ２ ， 时 耐 雷 水 ｌ ．１ ， ＝ ｘ ＝ ６ 此 ／ 平为 ：
ｌ ５ Ｖ输 电线 路 雷 击概 述 ３ ｋ
通 常 ３ ｋ 输 电线 路 无 避 雷 线 保 护 ， 杆塔 及 线 路 完 全 暴 露 ５Ｖ 在 雷 击 环 境 中 ， 加 上 杆 塔 绝 缘 子 串一 般 仅 有 ３ 再 ４个 绝 缘 子 ， 其 耐 雷 水 平 较 低 ， 雷 击 架 空 线 路 时 ， 论 是 感 应 雷 过 电压 还 是 当 不 直 击 雷 过 电压 都 极 易 引 起 绝 缘 子 闪 络 ， 这 是 ３ ｋ 输 电 线 路 的 ５Ｖ 主 要 防 雷 缺 陷之 一 。 输 配 电 线路 地 处 旷野 ， 击 线 路 造 成 的跳 闸事 故 在 电 网 总 雷 事 故 中 占有 很 大 的 比例 。同 时 ， 雷击 线 路 时 自线 路 入 侵 变 电 站 的雷 电波 也 是 威 胁 变 电 站 的 主 要 因素 ， 因此 ， 线 路 的 雷 电跳 对 闸概 率 应 全 面计 算 。 ３ｋ ５ Ｖ线 路 的平 均 高 度 较 低 ， 其 雷 电击 杆 率 约 占线 路 雷 击 的 ９ ％， 击 率约 占 ５ 因 此 遏 制 住 线 路 的 雷 电击 杆 率 对 于 大 ５ 绕 ％， 幅 度 降 低 线 路 的雷 击 跳 闸 率 具 有十 分重 要 的意 义 。雷 击 对 电力 线 路 的影 响通 常 有 ２种 ： 种 是 雷直 接 击 于线 路上 产 生 放 电引 一 起 雷 电过 电压 ， 常 称 为 直 击 雷 过 电压 ； 通 另一 种 是 雷 击 线 路 附 近 地 面 ， 地 放 电时 因 电磁 感 应 而 产 生 巨 大 的 电动 势 ， 常 称 对 通 为感 应 雷 过 电压 。 当雷 电直 击 架 空 线 路 时 ， 线 上 会 有 强 大 的 导 电流 通 过 ， 成 雷 电浪 涌 ， 产 生 的 雷 电波 将 沿 着 线 路 向 两 侧 形 所 流 动 ，其 结 果 将 会 烧 断 导 线 或 损 坏 与 导 线 相 连 的 电气 设 备 ， 危 及 电 网的 运 行 安全 。 对 ３ｋ ５ Ｖ线 路 ，除 了直 击 雷 以外 ，感 应 雷 也 能 造 成 线 路 跳 闸 。线路 杆 塔 的 接 地 电阻直 接 关 系 到 线 路 遭 雷击 时 的反 击 过 电 压， 因此与线路的跳 闸率有 直接 关系 。接地 电阻与雷击跳 闸率 的关 系 分 析 对 于 认 识 线 路 的 防雷 性 能 和 防 雷 措 施 的 采 取 具 有 重要 意 义 。
浅谈交流35kV输电线路反击耐雷性能
浅谈交流35kV输电线路反击耐雷性能雷击是一种很常见的自然灾害，对于电线线路有很大的影响。
当电线线路遇到雷击的时候，很容易造成线路跳闸停电事故，当雷电击到输电线路的时候，会沿着输电线路的传播，进而进入到变电所中，成为危害变电所运营安全的一个重要原因。
因此，在线路架设以及保护的过程中应该重视输电电路的雷击防护问题。
当前对110kV以上输电线路进行了很多研究，对于35kV的研究则相对少一些。
但是在我国的很多线路中，采用的都是35kV输电线路和中性点不接地的运行方式，而且没有架设避雷线，在使用过程中很容易出现安全隐患。
1 35kV输电线路反击耐雷特性计算方法1.1 反击耐雷水平的计算在我国很多35kV的输电线路中，Z型塔比较常见，如图1所示：如图1所示，对于我们日常生活中比较常见的Z型塔，一旦出现雷电现象时，一般都会首先击中杆塔的顶部，当雷电流达到了一定的数值，就会使得图1中的A相绝缘子出现闪络的情况，然后紧接着B相线路也会出现闪絡现象，因为A 相导线出现闪络现象之后会产生分流的作用，因此可以将其看作是避雷线。
如图2所示的等值电路可以计算出杆塔的电位大小，其中各个参数代表的含义不相同：Lt指的是杆塔的等值电感；Rg指的是杆塔的冲击接地电阻；it指的是流经杆塔入地的雷电流；Zc指的是杆塔两侧A相一档导线并联的等值波阻抗；iA指的是流经线路A相导线的电流。
一旦被雷电击中，各个部位的电阻大小是不相同的，一般说来，被雷击中的部位对地电阻比雷电通道的波阻抗相对要低一些，所以我们在计算电流以及电压的过程中就可以相对地忽略雷电通道波阻抗的影响，输电线路中的电流i可以看成是可以看成是从输电线路的杆塔顶端的A点注入的。
如果杆塔中的雷电流出现了斜角波形，其幅值为I，波头为πf，波头陡度为α。
因此就可以得到一个具体的计算雷电电流的公式：i=αt。
当杆塔出现雷击现象的时候，很多电流都会通过输电线路中被击中的杆塔进入到地面，一小部分会通过闪络的A相绝缘子、A 相导线等支路入地。
220kV新杭线Ⅰ回路雷击跳闸率的实测与计算
220kV新杭线Ⅰ回路雷击跳闸率的实测与计算1前言220kV新杭线Ⅰ回路(以下简称新杭Ⅰ线)，于1960年9月28日投运，线长115.2km，其中107号塔支接雷春江支线(长4.2km)，线路全长119.4km。
全线除16.3km为平原外其余为山丘地区，塔基的平均高度为141m。
全线杆塔261基，均为自立式窄基单回路铁塔，架单根避雷线，塔头保护角为19.1～28.5 。
该线1961年雷击跳闸7次，较严重地影响了对沪、杭地区的供电。
1992年起，在线路上采取了一些措施，如降低杆塔接地电阻、增设耦合地线和塔顶防雷拉线、增设塔顶避雷针及适当增加绝缘子片数等，使雷击跳闸率有所下降［1］。
为了分析线路雷击闪络跳闸的原因［2］，观测防雷措施的效果［1］，确定该线的多雷区和易击点［3］，为国家积累雷电自然参数［4］，因此自1962年起在线路的杆塔上安装了大量的磁钢棒，1962～1988年的27年中共实测得716次雷击记录。
根据这些结果，确定了该线从投运至1994年底的55次雷击闪络跳闸，进而得到了该线的实际雷击跳闸率。
为了验证原SDJ7-79规程［5］和DL/T620-1997标准［6］中规定的雷击跳闸率计算所用参数和方法的通用性，并与该线实测所得参数代入计算公式求得的雷击跳闸率进行比较，以说明输电线路防雷计算中所用参数和方法的适用性。
1新杭Ⅰ的实测雷击跳闸率新杭Ⅰ线自1961年至1994年的34年中共雷击跳闸55次，雷击跳闸率为1.20次/(100km．40雷电日)［2］。
此值小于SDJ7-79规程［5］附录八的附表4中所列同型山区线路的雷击跳闸率1.27次/(100km．40雷电日)。
这是由于新杭Ⅰ线自1962年起逐年进行改进接地和增设耦合地线等防雷措施，提高了线路的耐雷水平的结果。
譬如，1966～1975年间，有5基杆塔因雷电流幅值超过杆塔的耐雷水平而发生反击闪络；1975～1984年间原来那些发生过闪络的杆塔因采取了改进接地和加装塔顶防雷拉线等措施，因而实测到的7次雷电流幅值虽比原来大但未造成反击闪络。
ch3.输电线路的防雷保护
— 输电线路的防雷保护
输电线路的防雷保护
输电线路防雷的原则和措施 线路感应雷过电压 输电线路的直击雷过电压 输电线路雷电跳闸率的计算
-2-
输电线路防雷的意义
•输电线路遭受雷击的机会较多
输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方。漫长的输 电线路穿过平原、山区，跨越江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相 同，所以遭受雷击的机会较多。 •输电线路遭受雷击的危害
中性点非直接接地系统 第一相 雷击 闪络 雷击 第一相 闪络
输电线路的直击雷过电压
第一相对第二相反击的情况
雷击塔顶，第一相绝缘闪络后，可以认为该相导线具有塔顶的电位。由于第一 相导线与第二相导线的耦合作用，使两相导线电压差为：
U ' j (1 K c )U j I ( Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6)(1 K c )
U 50% 100 84.5 7 692 U 50% 6.92kA 耐雷水平 I 100
直击雷的耐雷水平很低，故采用避雷针来大大减少雷直击于导线的情况是 很重要的措施。 -18-
输电线路的直击雷过电压
闪络判据
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输电线路的直击雷过电压
(2)雷击塔顶的过电压及耐雷水平 当雷击线路杆塔顶端时，雷电流I将流经杆塔及其接地 电阻Rch流入大地。设杆塔的电感为Lgt ，雷电流为斜角 平顶波，且工程计算取波头为2.6μs，则α = I / 2.6。根据 右图的等值电路可求出塔顶电位为： 等值电阻
dI U IRch Lgt I ( Rch Lgt / 2.6) dt
式中
Rch：杆塔的冲击电阻，Ω； Lgt：极Fra bibliotek的等值电感，H。
高电压技术考试试题及答案
《高电压技术》综合复习资料一、填空题1、气体放电有两种，分别是____________________和__________________。
2、巴申定律的内容是：_________。
3、对于不均匀电场，电场的极性取决于______________电极的电位符号；如果两个电极的几何尺寸相同，极性取决于___________的电位。
4、标准操作冲击电压波形的波前时间是__________________，半峰值时间是__________________。
5、污闪的发展大体可以分为四个阶段，分别是__________、___________、___________、____________。
6、根据汤逊理论，二次电子来源于__________________，而流注理论认为二次电子的来源是___________。
7、正极性棒板电极与负极性棒板电极相比，____________________较高，____________________较低。
8、同轴圆筒电场击穿电压的最大值出现在r/R=______时，同轴圆筒电场绝缘设计时，通常取r/R=______。
9、提高气体介质电气强度一般有两个措施：_______________；__________________。
10、固体介质表面的放电分为四个阶段，分别是：___________、_________、_________、_________。
11、常用的液体介质包括______________、______________和______________。
12、固体介质的击穿有三种，分别是______________、______________、______________。
13、稳态电压主要分为两种，分别是________________和________________。
14、对于同轴圆筒电场，当内外径比值为________________时，其击穿电压最高。
750kV线路反击耐雷水平分析
750kV线路反击耐雷水平分析摘要:雷击跳闸由反击跳闸(雷击杆塔和档中地线)和绕击跳闸组成,与标称电压等级和架空线路结构(杆型、地线根数和布置,接地电阻)等有关。
本文介绍了使用数值仿真工具EMTDC计算750kV线路反击耐雷水平的方法,并以酒杯型直线塔为例,分析了塔高、地线保护角及接地电阻对于线路反击耐雷水平的影响。
关键词:EMTDC计算750kV线路反击耐雷水平1 前言雷击跳闸由反击跳闸(雷击杆塔和档中地线)和绕击跳闸组成,与标称电压等级和架空线路结构(杆型、地线根数和布置,接地电阻)等有关。
在电压等级较低的线路,反击跳闸占总雷击跳闸的大部分,随着电压等级的提高,绝缘水平增强,反击跳闸的机率愈来愈小。
在超、特高压输电线路上,绕击才是线路跳闸的主要原因。
但随着杆塔高度增高,引雷面积增大,落雷次数增加,同时雷击塔顶后沿塔传播至接地装置时引起的负反射波返回到塔顶或横担所需时间也变长,使得塔顶或横担电位增高,易形成反击。
所以计算超高压输电线路反击耐雷性能仍具有重要的意义。
2 计算方法我国规程规定雷击塔顶时导线上的感应过电压由下式计算。
式中hgv－地线均高,m;hav－导线的均高,m;α－感应过电压系数;Ko－导线和地线间的耦合系数。
该公式是前苏联半个世纪前的研究成果,已落后于时代。
尤其不适合高杆塔的线路和山区线路。
本文采用EMTDC仿真方法计算杆塔的耐雷水平。
EMTDC是目前世界上被广泛使用的一种电力系统仿真分析软件,它既可以研究交直流电力系统问题,又能完成电力电子仿真及其非线性控制功能。
PSCAD是EMTDC的前处理程序,用户在面板上可以构造电气连接图,输入各元件的参数值进行计算。
EMTDC/PSCAD主要功能是进行电力系统时域和频域计算仿真,典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时,电参数随时间变化的规律。
超高压输电线路杆塔较高,波沿杆塔传播时,沿塔身的单位长度电感和单位长度电容是变化的,沿杆塔分布的波阻抗也应该是变化的。
(完整版)反击跳闸率计算详细说明
反击跳闸率计算说明1.反击跳闸率定义：雷击跳闸率是指在雷暴日数40=d T 的情况下、100km 的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。
它是由绕击跳闸率和反击跳闸率组成。
而反击跳闸率是指在雷暴日数40=d T 的情况下、100km 的线路每年因雷击杆塔后引起对导线的逆向闪络发生跳闸的次数。
2.规程法详细计算说明：规程法中的线路反击计算，工程上应用起来简单方便，而且它经过了实践的检验，能够满足目前我国一般输电线路的雷电反击系统设计要求。
运行经验表明，在线路落雷总数中雷击杆塔所占的比例与避雷线根数及地形有关。
雷击杆塔次数与落雷总数的比值称为击杆率（g ），规程推荐的g 值如表1所示。
表1 击杆率（g ）地 形避雷线根数0 1 2平原 1/2 1/4 1/6 山区 — 1/31/4雷击塔顶时，雷电流的分配状况如图1所示：图1 雷击塔顶时的雷电流分布由于一般杆塔不高、其接地电阻i R 较小，从接地点反射回来的电流波立即到达塔顶，使入射电流加倍，因而注入线路的总电流即为雷电流i ，而不是沿雷道波阻抗传播的入射电流2i。
由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电流i i 将小于雷电流i ，它们的比值β称为杆塔分流系数：iit =β，总的雷电流：g t i i i +=。
杆塔分流系数β的值在0.86~0.92的范围内，各种不同情况下的β值可由表2iR iRiRtitL2g i2g ii查得。
表2 一般长度档距的线路杆塔分流系数β值线路额定电压/kV避雷线根数β 110 1 0.90 2 0.86 220 1 0.92 2 0.88 330 2 0.88 50020.88规程法认为雷击塔顶时绝缘子串上的过电压包含四个分量：(1) 杆塔电流t i 在横担以下的塔身电感L a 和杆塔冲击接地电阻R i 上造成的压降使横担具有一定的对地点位u a 。
)(dtdi L i R dt di L i R U a i t at i a +=+=β 式中dtdi为雷电流波前陡度，可取平均陡度，即)/(6.21s kA I T I dt di μ==，其中I 为雷电流幅值(kA)，1T 为波前时间(μs)。
规程法在计算输电线路雷击跳闸率中的应用
规程法在计算输电线路雷击跳闸率中的应用输电线路防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量，雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值称为“耐雷水平”，单位为kA。
线路的耐雷水平越高，线路绝缘发生冲击闪络的机会就越小。
每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数称为“雷击跳闸率”。
这是衡量线路防雷性能的综合指标。
标签：耐雷水平雷击跳闸率综合指标目前电力系统的防雷设计，采用的计算方法主要采用规程法和击距法，在分析线路屏蔽性能时，规程法有一定的缺陷，因此又用电气几何模型（EGM法）来分析输电线路绕击跳闸率的情况。
规程法在计算线路反击跳闸率时考虑的因素不多，而且很多因素都简化了，其中雷电流陡度就被忽略了，而采用行波法计算线路的反击跳闸率则考虑了雷电流陡度、杆塔冲击接地电阻、杆塔塔头尺寸、地形等因素。
目前国内分析輸电线的防雷性能的方法主要有规程法、电气几何模型法、概率论法、行波法等。
规程法认为在输电线路上发生绕击的概率和避雷线对边相导线的保护角，杆塔的高度以及线路所经地区的地形，地貌，地质条件有关。
在线路的反击耐雷水平的计算中，将杆塔视为一等值电感，杆塔上各点的电位相同。
但是由于这样的假设，在雷击塔顶时，未考虑雷电流过程，雷电流大小和地面倾角对屏蔽效果的影响，因而不能反映线路具体的雷击情况，无法解释屏蔽失效的现象和绕击率过大的现象。
各种计算参数对计算结果影响很大，必须首先确定各种计算参数，下面是规程法计算参数：1 落雷次数根据中华人民共和国电力行业标准规定，地面落雷密度值γ取0.07，对导线平均高度为hd（m）的线路，每100km每年的雷击次数为：N=0.28（b+4hd）式中：b——两根避雷线间距hd——导线的高度2 击杆率击杆率是指雷击线路塔杆的次数与线路雷击总次数之比值。
击杆率的大小与地线根数和地形有关。
DL/T620-1997推荐的击杆率如下表所示：3 送电线路绕击率装设避雷线的线路，使三相导线都处于它的保护范围之内，仍然存在雷击绕过壁垒线而击中导线的可能性，发生这种绕击的概率称为绕击率，一旦出现这种情况，则往往会引起线路绝缘子串的闪络，模拟试验，运行经验和现场实测均证明：绕击率与避雷线对边相导线的保护角，杆塔高度及线路通过地区的地形地貌等因素有关，根据DL/T620-1997指出，地线对边导线的保护范围按保护角来确定，并按如下经验公式计算绕击率：①平原线路：②山区线路：式中：lgpθ——平原线路的绕击率；lg′pθ——山区线路的绕击率；θ——杆塔上地线对外侧导线的保护角；ｈ——地线在杆塔上的悬挂高度。
反击跳闸率计算详细说明
反击跳闸率计算详细说明
首先，要计算反击跳闸率，需要知道系统在一段时间内发生的故障次数和跳闸次数。
故障次数可以通过系统的故障记录和巡检记录来获取，而跳闸次数可以通过系统的保护记录和巡检记录来获取。
通常情况下，我们选择一年为计算周期。
假设一个电力系统在一年内发生了N次故障，其中有M次故障发生时系统自动完成了跳闸操作。
那么反击跳闸率可以用以下公式计算：通过这个公式，我们可以得到系统的反击跳闸率。
下面通过一个实例来计算具体数值。
例如，假设一个电力系统在一年内发生了100次故障，其中有80次故障发生时系统自动完成了跳闸操作。
那么反击跳闸率可以用以下计算公式：
可以看出，该系统的反击跳闸率为80%。
这意味着在该系统发生故障时，系统有80%的概率会自动进行跳闸操作。
在实际应用中，我们可以根据反击跳闸率的计算结果来评估电力系统的稳定性和安全性。
一般来说，反击跳闸率越高，表示系统的保护装置越灵敏，具有更高的可靠性。
然而，如果反击跳闸率过高，可能会对电力系统的正常运行和用户的正常用电造成影响。
因此，我们需要根据具体情况来评估反击跳闸率的合理性。
通过对系统的故障类型、故障持续时间、系统容量以及用户需求等因素进行综合考虑，可以确定一个合理的反击跳闸率范围。
此外，应该较为细致地考虑诸如系统的可靠性、保护装置的精度、保护装置的配置、保护装置的调节状况等互相关联因素。
总而言之，反击跳闸率是电力系统可靠性评估的重要指标，其计算方法可以通过分析系统的故障和跳闸记录来获得。
通过合理地评估反击跳闸率，可以提高电力系统的稳定性和安全性，保障用户的正常用电需求。
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反击跳闸率计算说明
1.反击跳闸率定义：
雷击跳闸率是指在雷暴日数40=d T 的情况下、100km 的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。
它是由绕击跳闸率和反击跳闸率组成。
而反击跳闸率是指在雷暴日数40=d T 的情况下、100km 的线路每年因雷击杆塔后引起对导线的逆向闪络发生跳闸的次数。
2.规程法详细计算说明：
规程法中的线路反击计算，工程上应用起来简单方便，而且它经过了实践的检验，能够满足目前我国一般输电线路的雷电反击系统设计要求。
运行经验表明，在线路落雷总数中雷击杆塔所占的比例与避雷线根数及地形有关。
雷击杆塔次数与落雷总数的比值称为击杆率（g ），规程推荐的g 值如表1所示。
表1 击杆率（g ）
地 形
避雷线根数
0 1 2
平原 1/2 1/4 1/6 山区 — 1/3
1/4
雷击塔顶时，雷电流的分配状况如图1所示：
图1 雷击塔顶时的雷电流分布
由于一般杆塔不高、其接地电阻i R 较小，从接地点反射回来的电流波立即到达塔顶，使入射电流加倍，因而注入线路的总电流即为雷电流i ，而不是沿雷道
波阻抗传播的入射电流2
i。
由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电流i i 将小于雷电流i ，它们的比值β称
为杆塔分流系数：i
i
t =β，总的雷电流：g t i i i +=。
杆塔分流系数β的值在0.86~0.92的范围内，各种不同情况下的β值可由表2
i
R i
R
i
R
t
i
t
L
2
g i
2
g i
i
查得。
表2 一般长度档距的线路杆塔分流系数β值
线路额定电压/kV
避雷线根数
β 110 1 0.90 2 0.86 220 1 0.92 2 0.88 330 2 0.88 500
2
0.88
规程法认为雷击塔顶时绝缘子串上的过电压包含四个分量：
(1) 杆塔电流t i 在横担以下的塔身电感L a 和杆塔冲击接地电阻R i 上造成的压降使横担具有一定的对地点位u a 。
)(dt
di L i R dt di L i R U a i t a
t i a +=+=β 式中dt
di
为雷电流波前陡度，可取平均陡度，即)/(6.21s kA I T I dt di μ=
=，其中I 为雷电流幅值(kA)，1T 为波前时间(μs)。
式中横担以下的塔身电感L a 的值可由
表3查得的单位高度塔身电感L 0(t)乘以横担高度h a 求得即t
a t a t a h h
L h L L =⋅=)(0，
其中L t 为杆塔总电感。
代入上式可得：
)6.2(t
a t i a h h
L R I U ⨯+=β
表3 杆塔的电感和波阻抗参考值
杆塔型式 杆塔单位高度塔身电感L 0(t)(μH/m) 杆塔波阻抗Z t (Ω) 无拉线钢筋混凝土单杠 0.84 250 有拉线钢筋混凝土单杠 0.42 125 无拉线钢筋混凝土双杠 0.42 125
铁 塔 0.50 150 门型铁塔 0.42 125
(2) 塔顶电压u top 沿着避雷线传播而在导线上感应出来的电压u 1，与上一分量u a 相似，杆塔电流i t 造成的塔顶电位为：
)(dt
di
L i R dt di L i R u t i t t t i top +=+=β
式中L t 为杆塔总电感。
应该指出，如果杆塔很高(例如大于40m)，就不宜再用一集中参数电感L t 来表示，而应采用分布参数杆塔波阻抗Z t 来进行计算，其值可以在表3中查得。
因塔顶电压波u top 沿避雷线传播而在导线上感应出来的电压分量u 1为：
)6
.2(1t i top L
R I k ku u +==β
其中，k 为考虑冲击电晕影响的耦合系数，可按下式得到
01k k k =
式中：k 1为电晕校正系数其值见表4：
k 0为导、地线间的几何耦合系数。
表4 耦合系数的电晕校正系数k 1 线路电压等级（kV ） 20~35 36~110 111~330
330以上 双避雷线 1.1 1.2 1.25 1.28 单避雷线 1.15 1.25 1.3 —
而k 0可以根据公式11
210Z Z k =来计算导线1与导线2之间的几何耦合系数。
因1121Z Z <，所以10<k ，一般架空线路的
k 0值约处于0.2~0.3的范围内。
式中11Z 称为导线1的自波阻抗，21Z 称为导线2与导线1间的互波阻抗。
对于架空输电线路来说可以根据以下公式计算自波、互波阻抗：
1111112ln 60Z r h v a ==、21'212121ln 60Z d d v a ==
式中2111a a 和分别为导线1的自电位系数和导线2与导线1之间的互电位系数，而21'2111,,,d d r h 的几何尺寸的定义见图2。
(3) 雷击塔顶而在导线上产生的感应雷过电压')(c i u 为
)1(6.20')
(k h h h I
u c
g c c i -=
式中：c h 为导线的平均对地高度，m ；
g h 为避雷线平均对地高度，m 。
(4) 线路本身工频工作电压u 2。
综上所述，在四个电压分量中，u 1与u a 同极性，u ’i(c)与u a 异极性，而u 2为工频交流电压，当发生雷击瞬间，它可能与u a 同极性，也可能与u a 异极性，取与u a 异极性的情况。
而在一般计算中通常不计入极性不定的工频交流电压u 2。
为了简化计算，可假定各电压分量的幅值均在同一时刻出现，那么作用在绝缘子串上的合成电压U li 的幅值为
⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+-=+-=)1(6.2)()1('0)(1k h h L k h h R k I U U U U c g t
t a i c i a li ββ
认为li U 等于线路绝缘子串的50%冲击闪络电压U 50%时，绝缘子串发生闪络，
与这一临界条件相对应的雷电流幅值I 即线路雷击杆塔的耐雷水平I 1
1r 12
d '
12d 2
'2
'1
1h
1 图
2 两根平行导线及其镜像。