高电压技术1输电线路防雷技术
技能培训专题-高电压技术-电力系统防雷保护
/(
2a v
)
lmax [Uw(i) UR ] /(2a)
8.2.2 发电厂及变电所的雷电侵入波防护
2.变电所的进线段保护 为使避雷器可靠的保护变压器必须限制：侵入波陡度；流
过避雷器的冲击电流幅值。 采用进线段保护可以达到上述目的：在靠近变电所的一段
线路上加装避雷线（对无避雷线的线路）或加强防雷保护 （对有避雷线的线路）。
电。
8.1.2 输电线路直击雷过电压
雷直击于线路的 三种情况： 雷击杆塔塔顶； 雷击避雷线档距 中间； 雷电绕击于导线。
8.1.2 输电线路直击雷过电压
1.雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平
8.1.2 输电线路直击雷过电压
假设雷电流为i，由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电 流小于it小于雷电流i：it=βi, β为分流系数.
导线电位的计算
（1）耦合分量：避雷线电位与塔顶电位相同，在导线上产 生耦合分量kUtop，与雷电流同极性；
（2）感应分量：雷电流通道的电磁场作用，在导线上产生 感应分量αhc(1-khg/hc)，与雷电流反极性；
（3）导线电位幅值：
Uc
kUtop
ahc (1
k
hg hc
)
kUtop
ahc (1
k)
水平。
I1
(1
k )[
U50%
( Ri
Lt ) 2.6
hc ] 2.6
有避雷线
I1
Ri
U50% Lt
2.6
hc 2.6
无避雷线
小结：1、有避雷线的线路耐雷水平有所提高 2、提高耐雷水平的措施：加强线路绝缘（提高U50%）； 增大耦合系数；降低杆塔接地电阻；
8.1.2 输电线路直击雷过电压
电力系统高压电力装置的防雷技术
电力系统高压电力装置的防雷技术电力系统中的高压电力装置，如变电站、输电线路等，对于防雷技术有着非常高的要求。
由于电力系统中工作的电压较高，一旦遭到雷击，不仅会对设备造成严重损坏，还有可能引发火灾、爆炸等灾难性后果。
因此，进行有效的防雷措施对于电力系统的安全运行至关重要。
一、防雷原理电力系统中的高压设备，如变电站、输电线路等，通常采用了外放避雷器以及接地系统等措施来防止雷击的发生。
其原理是通过将雷电的能量引入地下而分散，并保护设备不受雷击。
具体而言，主要有以下几种原理：1.接地原理：将设备通过接地装置与大地相连，形成一个低阻抗通路，使得雷电能够从设备通过接地装置引入地下，从而降低设备受到雷击的概率。
2.避雷器原理：外放避雷器是采用线圈和金属氧化物等材料制成的装置，在雷击时能够迅速启动，将雷电的能量引入地下，从而保护设备不受雷击。
二、防雷装置的分类根据不同的安装位置和作用原理，对于高压电力装置的防雷技术，可以分为以下几类：1.进线避雷器：安装在变电站的电流进线处，用于保护变电站设备免受雷击。
进线避雷器通常安装在变压器的高压侧、低压侧以及中性点等位置。
其主要作用是将进入变电站的雷电能量引入地下。
2.出线避雷器：安装在变电站的电流出线处，用于保护电力系统的用户免受雷击。
出线避雷器通常安装在变电站的瓷瓶或者绝缘子上，起到将雷电引入地下的作用。
3.绝缘子串避雷器：安装在电力系统输电线路的绝缘子串上，用于保护输电线路不受雷击。
绝缘子串避雷器通常采用金属氧化物避雷器，具有响应速度快、保护性能好的特点。
4.避雷器接地系统：用于将避雷器与大地相连接，形成一个低阻抗通路，使得雷电能够顺利引入地下，保护设备免受雷击。
接地系统通常由接地网和接地装置组成，接地网是一种用于分散雷电能量的大面积铜排，而接地装置是一种用于引导雷电能量的金属波纹管。
三、防雷装置的设计与选型高压电力装置的防雷装置设计与选型，需要综合考虑多种因素，包括设备的电压等级、运行条件、周围环境以及预防雷击的要求等。
高电压-输电线路防雷技术
U50% = 750SkV
我国规程规定
(1− k)α Z0Zs S≥ 750vs 2Z0 + Zs
S ≥ 0.012l +1
六：雷击避雷线中央时直击雷过电压 2：过电压计算 ：
情况2： 情况 ：负反射波尚未返回 雷击点时， 雷击点时，雷电流已过峰 值 A点最高电位由雷电流峰值 点最高电位由雷电流峰值 确定
100km年的雷击次数（40个雷电日）： 年的雷击次数（ 个雷电日 个雷电日）： 年的雷击次数 P1为雷电流幅值超过雷击杆塔的耐雷水平 的概率： 的概率：
10h N =γ ×100× 40 1000
n1 = NgPη 1
n2 = NP P η(1/ km ⋅ a) α 2
4：绕击率Pα：一次雷击线路中出现绕击的概率 绕击率P 5：绕击时的跳闸率n2： 绕击时的跳闸率n
安装线路避雷器
国外线路避雷器应用
国内线路避雷器的应用
uins ≤ u50%
I1 = U50% Lgt hd (1− k)[β (Rch + ) + ] 2.6 2.6
还必须考虑工频电压的作用以及触发相位 距离远，耦合系数小， 距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算 通常以降低R 提高k为提高反击耐雷水平的主要手段 通常以降低 i，提高 为提高反击耐雷水平的主要手段
ud = kut −αhd (1− k)
3）绝缘子承担的电压（塔顶电位与导 ）绝缘子承担的电压（ 线电位之差） 线电位之差）
hd u j = ut − ud = i(βRch + β + )(1− k) 2.6 2.6
Lgt
五：雷击塔顶时的直击雷过电压
3：反击耐雷水平 ：
反击耐雷水平与导线－地线间的耦合系数 ， 反击耐雷水平与导线－地线间的耦合系数k，杆塔分流 系数β，杆塔冲击接地电阻R 杆塔等值电感L 系数 ，杆塔冲击接地电阻 i，杆塔等值电感 t以及绝 缘子串的50％放电电压U ％ 缘子串的 ％放电电压 50％等因素有关
高电压技术 电力系统防雷保护
二、输电线路雷害发展过程及防雷途径 1、雷害发展过程
雷电 放电
雷电 过电 压
线路 绝缘 冲击 闪络
稳定 工频 电弧
断路 器跳 闸
供电 中断
避雷 线
提高 耐雷 水平
降低 建弧 率
自动 重合 闸
8.1 输电线路的防雷保护
2、防雷途径（措施） （1）防止雷直击导线：避雷线；避雷线与避雷针配合；电
缆线路。 （2）防止雷击造成的绝缘闪络：降低杆塔接地电阻；加强
8.1.3 输电线路雷击跳闸率
1.雷击杆塔跳闸率： n1 2.8h g g P1
hg—避雷线对地平均高度；g—击杆率；η—建弧率； P1—雷电流幅值超过I1的概率。
地形 平原 山区
避雷线根数 0
1／2 －
1
2
1／4 1／6 1／3 1／4
8.1.3 输电线路雷击跳闸率
2.绕击跳闸率： n2 2.8hgP P2
8.1 输电线路的防雷保护
一、输电线路耐雷性能指标 1、每100公里线路年落雷次数
N
100
B 1000
Td
b
4h 10
Td
[次／100公里 年］
上式中：γ－－地面落雷密度
Td－－雷暴日数 b-－两根避雷线间的距离
h-－避雷线的平均对地高度
8.1 输电线路的防雷保护
2、耐雷水平：雷击线路时，绝缘上不会发生闪络的最大雷 电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值。
（3）导线电位幅值：
Uc
kUtop
ahc (1
k
hg hc
)
kUtop
ahc (1
k)
8.1.2 输电线路直击雷过电压
绝缘子串上的电压：塔顶电位与导线电位之差。
高压输电线路的防雷技术
高压输电线路的防雷技术摘要：雷击跳闸是影响特高压输电线路安全运行的主要因素，尤其在雷电活动强烈地区面临的防护压力很大，本文对特高压输电线路的雷击特点、耐雷性能研究方法与影响因素、防雷措施进行了探讨。
关键词：特高压输电线路；防雷1 高压输电线路防雷的意义当前，国内市场经济快速发展带动了人们生活水平的提高，人们在日常工作和生活中对电力系统都有了更高的要求，因此电网规模也在迅速扩充当中，相关运行设备以及输电线路架设数量也在快速的增加。
因此，提升高压输电线路的相关安全性也是电力企业首要面对的问题。
架空高压输电线路通常选择架设在空间辽阔的地方，为祖国各地进行通电，所以线路较长，往往出现错综复杂的状况。
极容易出现雷击事故，或者高压输电路遭受雷击，导致线路自动跳闸，此时电力系统将无法正常使用，同时还要耗费较多人力和财力沿线进行检查维修；此外，雷电会随着线路侵袭电力设备，使部分设备受到伤害。
正常情况下，输电线路的绝缘性是所有设备中最强的，其次是变电所，而发电机的绝缘性比较差，所以当受到雷击后，供电企业就会受到严重的损害，因此提高输电线路防雷技术水平不仅是为了保护线路安全，同时也是为了保护电力企业经济不受损害，从根本上保护线路、用户以及相关设备的使用安全。
2高压输电线路遭受雷击的原因及危害分析2.1 高压输电线路遭受雷击的原因在一般情况下，高压输电线路往往会设置在空旷地区，且选择的高空架设的结构，这样的结构有着较高的高度，继而也就更加容易遭受雷电袭击。
同时，高压输电线路其直径较粗，以承载住较高电压的输电供应，其内部相应的金属材料较多，相较于中低压的输电线路而言，其所遭雷电击中的概率将更大。
雷电对于高压电线所产生的冲击波力度之大，势必对于相应的供电设备、通讯设备等造成非常严重的破坏。
2.2 高压输电线路遭受雷击后的影响及危害高压输电线路在遭受雷击之后，极易出现短路现象，这样也就会对线路的正常运输造成影响，使得供电工作的开展难以正常进行。
高压输电线路的防雷技术
高压输电线路的防雷技术摘要：随着我国电力网络建设规模的不断扩大，输电线路的复杂程度在逐渐提高，其在运行过程中很容易出现故障问题，尤其是雷击问题，电力企业需要加强对高压输电线路雷击问题的研究，制订综合防雷措施，降低输电线路出现故障的概率。
关键词：高压输电线路；防雷措施；改进方法；电力事业高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其运行稳定性和安全性直接影响着整个电网的运行稳定性。
电力企业需要加强对高压输电线路防雷工作的重视，研究综合防雷措施，提高电网运行的可靠性。
1高压输电线路防雷工作的必要性雷击问题不仅会影响到输电线路的安全性，同时还会破坏线路中已有电力设备，给输电单位造成直接的经济损失。
在初期的高压输电线路工程建设活动中，建设方必须满足绝缘性方面的技术要求。
当前的变电所在输电生产的过程中也发挥重大作用，保护不到位也会受到雷击影响，输电线路的整体安全性不能被保障，为了提升供电企业的信誉度，长期提供稳定的输电服务，必须针对雷击等恶性事件，强化防雷系统，减少雷雨天气给输电线路的恶劣影响。
高压输电线路是电力系统运行的主动脉，起着连接用户与变电站的作用，高压输电线路的运行状态对于供电可靠性与安全性有着直接的影响。
一般情况下，高压输电线路都架设在空旷的野外区域，有着纵横交错、走线长的特征，因此，在遇到雷雨天气后，高压输电线路很容易遭到雷击的影响，一旦发生雷击，高压输电线路就会出现保护跳闸，这就会影响整个电力系统的安全运行。
2雷击问题给高压输电线路的影响2.1雷击问题分析改进并优化现有防雷技术方法时，必须优先考虑高压输电线路受到的雷击现象的具体情况，确定防雷工作的侧重点。
现分析线路雷击事件的具体情况，高压线路在雷雨天气中比较容易受到雷击影响，雷电可直接在线路导线处发挥作用；电路导线被雷电绕过后，可能受到雷电反击影响；雷电影响了线路附近的道路之后，输电线路系统受到间接影响，会形成感应过电压。
无论出现哪一种雷击事件，雷电波都会使输电线路的导线上生成大量的新电荷，破坏电路的平衡性，雷击现象之后，线路还会形成绝缘子闪络现象，线路跳闸问题生成，绝缘子断线与击穿事故给输电线路造成的影响更严重。
技能培训专题-高电压技术-雷电及防雷保护措施
防雷接地
• 接地电阻：对工作接地和保护 接地，将接地点的电位Ue与流 过的工频或直流电流Ⅰe的比值。 它是大地电阻效应的总和，包 括：接地引线、接地体、接地 体与土壤间的过渡、大地的溢 流电阻，前三项阻值较小，可 忽略。对防雷接地，关心的是 冲击接地电阻，即流过冲击大 电流时的接地电阻。
防雷接地
1. 带间隙阀式避雷器 （1）结构 • 火花间隙F • 工作电阻（阀片电阻）R
三.阀式避雷器
（2）主要特性参数 • 额定电压：指正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，
也就是使用该避雷器的电网额定电压。 • 冲器击，放指电的电是压在[标U准b(i雷)]：电对波额下定的电放压电为电2压20(幅kV值及)以的下上的限避。雷对
避雷器
4.有间隙避雷器的基本要求
（1）过电压作用时，避雷器先于被保护电力设备放电，这 需要由两者的伏秒特性的配合来保证；
（2）避雷器应具有一定的熄弧能力，以便可靠地切断在第 一次过零时的工频续流，使系统恢复正常。
（3）过电压下其残压应小于被保护设备冲击绝缘强度。 • 以上所述要求对有间隙的避雷器都是适宜的，这类避雷器
• 通流容量大，能制成重载避雷器，即使是带间隙的MOA 的通流能力也完全不受串联间隙被灼伤的制约，它仅与 MOV本身的通流能力有关。
• 耐污性能好：由于没有串联间隙，因而可避免因瓷套表面 不均匀污染使串联火花间隙放电电压不稳定的问题，即这 种避雷器具有极强的耐污性能，有利于制造耐污型和带电
清洗型避雷器。
2.无间隙氧化锌避雷器
• 无续流、动作负载轻，能重复动作实施保护：MOA的续 流仅为微安级，实际上可认为无续流。所以，在雷电或内 部过电压作用下，只需吸收过电压的能量，而不需吸收续 流能量，因而动作负载轻；再加上MOV的通流容量远大 于SiC阀片，所以MOA具有耐受多重雷击和重复发生的操 作过电压的能力。
高压输电线路综合防雷措施的应用
高压输电线路综合防雷措施的应用
高压输电线路是电力输送的重要设施，而雷击对于这些线路的安全运行会带来严重的
影响。
采取综合的防雷措施对于高压输电线路的安全运行非常重要。
对于高压输电线路，要进行合理的线路设计。
在线路设计中考虑到瞬态过电压的影响，选择适当的杆塔高度和间距，以便减少雷击的可能性。
要在高压输电线路的通道两侧设置大型接地网。
接地网能将雷击电流引入地下，减小
雷电对线路的直接影响。
通过增加接地位置和接地电阻的方式，可以提高接地网的防雷能力。
高压输电线路还需要安装避雷针。
避雷针能够在雷电来临时接收雷电，将其安全引入
地下。
通过合理的避雷针设置可以有效地降低线路被雷击的可能性。
对于高压输电线路的设备和绝缘子，也需要进行特殊处理以增强其防雷能力。
可使用
防雷耐电压高的绝缘子、金属氧化物避雷器等。
定期对高压输电线路进行维护和检修也是非常重要的。
及时发现和处理可能存在的故障，包括绝缘子的破损、接地网的损坏等，有助于保证线路的安全运行。
高压输电线路还需要建立完善的防雷监测系统。
通过监测系统对线路周边的雷电活动
进行实时监测，可以提前预警并采取相应的措施来保护线路的安全运行。
高压输电线路的综合防雷措施包括合理的线路设计、大型接地网的设置、避雷针的安装、特殊处理设备和绝缘子、定期维护和检修以及建立防雷监测系统等。
这些措施的应用
可以有效地保护高压输电线路的安全运行，降低雷击对线路带来的影响。
高电压技术第6章 输电线路的防雷保护(1)
8、安装线路避雷器（排气式避雷器）： 作用原理——实质上是一种放电器，并联连接 在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放 电电压时，避雷器先放电，限制了过电压的发展 基本要求：
❖ 良好的伏秒特性，实现合理的绝缘配合
❖ 好的绝缘强度自恢复能力，利于快速切断工频
续流，使电力系统得以继续运行
❖ 硅橡胶护套氧化锌线路避雷器已取得良好应用
雷击避雷线档距中央时，雷击点会出现较大的过电 压，如图所示，根据彼德逊法则，雷击点A的电压为：
UA i
Z0Z g 2Z 0 Z g
式中 Z g —避雷线的波阻抗
图 雷击避雷线档距中央 1—避雷线 2—导线
雷击点的最高电位
UA
Z 0Z g l g 2Z 0 Z g
l Z0 Z g (1 k )
Ug
Lt ha I Ri 2.6 h t
3、导线电位的幅值
hg U c kU t hc 1 k0 h c 4、线路绝缘上的电压
U Li U g U c
h di (1 k ) Rii a k Lgt hc dt ht hg 1 k0 hc
效果
❖
线路避雷器的投资较大，难以普遍采用 建议优先安装在下列条件杆塔：
❖ 山区线路易击段、易击点的杆塔 ❖ 山区线路接地电阻超过100 Ω且发生过闪络的杆塔 ❖ 水电站升压站出口线路接地电阻大的杆塔大跨越高
❖
杆塔
❖ 多雷区双回线路易击段、易击点的一回线路上
小 结
➢通常采用耐雷水平和雷击跳闸率来表示一条线路的耐 雷性能和所采用防雷措施的效果。 ➢输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线 路绝缘等措施来进行防雷。 ➢可按雷击点的不同把线路的落雷分为三种情况：绕击 导线、雷击档距中央的避雷线和雷击杆塔。
试议高压输电线路防雷技术
试议高压输电线路防雷技术【关键词】高压；输电线路；防雷技术0.前言按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。
从发展过程看，输电电压等级大约以两倍的关系增长。
当发电量增至4倍左右时，即出现一个新的更高的电压等级。
通常将35～220kv的输电线路称为高压线路（hv），330～750kv的输电线路称为超高压线路（ehv），750kv以上的输电线路称为特高压线路（uhv）。
目前为止，国内大部分输电线路还是为高压输电，下面就浅谈高压输电线路的防雷研究。
1.高压输电线路雷击情况（1）高压输电线路雷击原因雷电是一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。
当雷击在高压输电线路的杆塔上时，雷电经过杆塔建立可以供电传输的放电通道，击穿线路绝缘，使整条高压输电线路跳闸，这是高压输电线路受雷击的原因。
雷击主要是通过大地的感应电荷通道建立起放电荷通道并和雷云中的一种电荷相互中和形成的。
从中可以看出，雷击与接地装置有着紧密的关系。
（2）高压输电线路雷击现状目前，世界范围内的雷击事故频繁，危害很大，遭雷击而跳闸的事故高，占输电线路雷击跳闸事故的60%以上。
就输电线路的电压等级而言，电压等级越高，遭雷击的可能性就越高，危害也就越大。
过去很长时期，架空输电线路进入变电站建筑物的地网处理一般是与主接地网相连，未考虑直击雷泄流通道，在遭雷击的时候危害很大，绝缘设备恢复慢，可能造成整条输电线路跳闸。
2.高压输电线路雷击隐患（1）绝缘子的使用问题当前，输电线路上使用的绝缘子主要有陶瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子和棒式合成绝缘子。
它们在架空输电线路中起着两个基本作用，即支撑导线和防止电流回地，这两个作用必须得到保证，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。
由于悬式瓷绝缘子在线路运行中将出现零值绝缘子，该串绝缘子将成为过电压的薄弱点，易发生闪络击穿；钢化玻璃绝缘子受雷电过电压后爆裂出现“裸串”或掉串的现象时有发生；合成绝缘子则在运行过程中因机械作用也出现过掉串现象，且也存在绝缘老化隐患。
12 输电线路防雷技术(高电压技术)
假设随时间线性变化
ui = −ahc (1− k0hs / hc )t /τ f
导线电位
uc = kut + ui = kut − ahc (1− k0hs / hc )t /τ f
Lgt ut = βI Rch + τf
杆塔的分流
1 β= Lgt Rch τ f + ⋅ 1+ Lb Lb 2
110kV: 0.9(1S), 0.86(2S) 220kV: 0.92(1S), 0.88(2S) 500kV: 0.88(2S)
雷击杆塔时导线的电位
Us大于间隙的 大于间隙的50%冲 冲 击放电电压似的到最 小间隙距离
雷击避雷线档距中央
U50% = 750SkV
(1− k)α Z0Zs S≥ 750vs 2Z0 + Zs
我国规程
S ≥ 0.012l +1
雷击避雷线档距中央
情况2： ： 情况2×0.5l / vs
>τ f
负反射波尚未返回雷 击点时， 击点时，雷电流已过峰 值，A点最高电位由雷 点最高电位由雷 电流峰值确定 一般罕见雷击档距中央
输电线路的防雷保护措施
加强绝缘：对个别大跨越、高杆塔， 加强绝缘：对个别大跨越、高杆塔，落雷机会多等 情况， 情况，可增加绝缘子片数 采用不平衡绝缘方式：针对同杆并架双回线路，一 采用不平衡绝缘方式：针对同杆并架双回线路， 回普通绝缘， 回普通绝缘，一回加强绝缘 装设自动重合闸装置：我国 装设自动重合闸装置：我国110kV及以上线路重合 及以上线路重合 闸成功率达75～ ％ 闸成功率达 ～95％
高电压技术1输电线路防雷技术-34页文档
反击耐雷水平
35kV: 20-30kA 110kV: 40-75kA 220kV: 75-110kA 330kV: 100-150kA 500kV: 125-175kA
二、雷击避雷线档距中央
幅值为：
uA
IL
Z0Zd 2Z0 Zd
设Z0≈Zd/2, 取Zd=400, 则 UA≈100IL
Z0
2
iL 2
Z
0
A
id
Zd/2
彼得逊法则
绕击耐雷水平
绕击耐雷水平
I2
U 50% 100
绕击线路的耐雷水平很低
500kV线路27.4kA，220kV-12kA，110kV-7kA
无避雷线时:
Ugd ahd
其中dIL IL kA/s 感应过电压系数 dt 2.6
数值为雷电流的平
有避雷线时，导线上的感应过电压
U g'd (1 k )U g d(1 k ) h d
由于屏蔽效应，感应电压降低了（1－K）倍
二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平 1、雷击杆塔塔顶：
110kV以上线路要求全线架避雷线
绕击率： 平原线路：
lgP
h
86
3.9
山区线路：
lgP
h
86
3.35
四、输电线路的雷击跳闸率
建弧率：
当雷电流超过线路耐雷水平时,线路绝缘发生闪络,雷电流经闪络 通道入地,时间在几十微秒,线路开关来不及动作.只有当沿闪络通道流 过的工频短路电流的电弧持续燃烧时,线路才会跳闸停电.
高压输电线路防雷技术分析与应用
高压输电线路防雷技术分析与应用随着我国电力事业的飞速发展，越来越多的高压输电线路被建设起来，然而这些高压输电线路的稳定运行面临着来自各种自然灾害的威胁，其中雷击是最主要的一种。
雷击不仅会损坏设备，而且还会对设备周围的环境造成一定危害，因此防雷技术的研究和应用变得越来越重要。
一、高压输电线路雷电危害分析高压输电线路是由众多电缆和金属支架等构成的，它们在雷电天气下会受到雷击的威胁。
经过统计数据，雷击带来的危害主要包括：1.电缆及线路受损：由于高压输电线路周围空气的击穿电压降低，雷击很容易导致电缆及线路的电击中或击穿，从而导致电缆或线路的短路或断线等现象，进而导致输电线路中断。
2.设备损坏：电力设备受到雷击的伤害很大，主要表现为部分损坏和全部损坏。
较严重的雷击还可能会对设备内部的绝缘系统产生负面影响，影响设备的工作效率和性能。
3.人身伤害：雷电天气下，人们要远离高压输电线路，以免被雷击伤害。
但是一旦不慎触电，就会对人体造成严重伤害甚至致命。
以上危害的出现，不仅会对电力生产和使用带来影响，而且会照成重大的社会可能影响，因此研究和应用高压输电线路防雷技术变得尤为重要。
二、高压输电线路防雷技术分析针对高压输电线路雷电危害的问题，现有的防雷技术主要有以下几种：1.避雷针技术避雷针是目前防雷技术常见的方法之一，它通过将金属棒安装在建筑物或设备上面，将实体体系的电梯效应导向地表，从而使建筑物或设备远离雷击威胁。
2.接地体技术接地体是一种能将系统的电位自动调整到地面的地面电极，它能有效的缓解雷电的危害，使高压输电线路和设备的运行更加稳定可靠。
3.避雷带技术避雷带是一种能够吸收和分散雷电冲击能力的带状防护系统，有效的防护高压输电线路和设备不受到雷击。
4.地线网技术地线网是通过将电缆屏蔽层与设备外壳接地形成的一个分布式防护系统，它能很好地保护设备不被雷击。
以上防雷技术可以起到一定的防护作用，但是能否发挥最大的防护效果，除了技术的质量和安装的准确性，环境条件和地形地貌等因素也有很大关联。
分析高压输电线路防雷技术
分析高压输电线路防雷技术摘要：输电线路作为电网的重要组成部分，其分布较广，而且线路较长，由于大部分输电线路处于野外环境中，所以在雷雨季节受到雷击的可能性非常大，一旦受到雷击，则会对线路造成严重的损坏，同时雷击电流还会经由输电线路流入到变压站内，威胁变电站的电力设备的安全运行。
所以加强输电线路的防雷保护，不仅可以减少由于雷击所导致的跳闸现象，同时也有利于保护电力系统供电的可靠性。
在电力事业发展过程中，对于架空输电线路进行保护是至关重要的一项工作环节，它能够保证整个电力系统安全稳定的运行，促进我国经济的快速发展。
关键词：电力系统；高压输电线路；防雷技术1 高压输电线路防雷保护方面存在的主要问题1.1 雷击活动复杂、随机性大对于雨季到来时，雷击活动的复杂性及随机性较高，所以没有什么固定的规律进行掌握，而且我国目前在雷击预报及测量方面还没有较为先进的技术和方法，存在着较大的局限性，所以即使发生雷击事故，也很难实现对其参数进行准确的测量，从而也无法对输电线路的闪络类型进行准确的判断。
1.2 输电线路设计水平亟待提高在进行输电线路设计时，由于设计水平的差异性较大，所以导致不同地区在线路设计上也存在着较大的差异，而且很多设计人员在设计时没有根据当地雷电活动的情况对设计标准进行适当调整，只是生搬硬套对设计标准进行运用，这种情况在35kV 线路设计时出现的问题最多，如没有土壤的电阻率的信息，接地电阻和取值在设计时没有参照的信息，存在着一定的随意性，所以在雷击天气通常会发生跳闸的故障。
1.3 接触点焊接质量较低接触点焊接质量低的话，则可能导致跳闸故障的发生，如在输电线路施工中对于一些接地体进行焊接时接头存在着焊接缺陷，如敷设长度不足、接头埋深较浅及回填土壤不标准等，这些问题的存在都会导致跳闸的发生。
1.4 接地电阻普遍较高当接地装置运行的时间较长时，又没有在运行过程中时行及时的修缮和维护工作，所以导致接地装置受到严重的腐蚀，这时接地电阻则会偏高，从而影响到输电线路的运行的安全性，另外在进行回路测试时，由于放置电极达不到规定的距离或是杆塔内部存在严重的锈蚀时都会导致测试结果存在着严重的误差，从而使接地电阻偏高。
高电压技术输电线路的防雷保护
10.1 输电线路防雷的原则和措施 10.2 线路感应雷过电压 10.3 输电线路的直击雷过电压 10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
10.1 输电线路防雷的原则和措施
直击雷过电压
雷击 塔顶
雷击档距中央 的避雷线
雷击 导线
雷击线路 附近地面
感应雷过电压
输电线路防雷的任务： 采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到运行 部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。
地面落雷密度γ为 0.07，如果取每年40个雷暴日作为标准 值，每年l00km输电线路受到的雷击次数（次/ (100km· 40雷 电日)）为：
N 0.28(4hd b)
反击跳闸率n1（次/ 100km· 40雷电日 ）
n1 0.28(4hd b) g p1
雷击次数 击杆率 建弧率 雷电流幅值 大于雷击塔 顶的耐雷水 平 I1 的概率
输电线耐雷水平：
U 50% I 100
平原线路：lg pa
h
86
此时，避雷线只起到降低 绕击率的作用：
3.90
山区线路： lg pa
h
86
3.35
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位：
ugt g iRch Lgt g
di g I ( Rch Lgt / 2.6) dt
例10-1 某 220kV 线路，假定杆塔冲击接地电阻 Rch = 7Ω，绝缘 串由 13 片 X-7组成。其正极性冲击放电电压 U50% 为 1410kV， 负极性冲击放电电压 U50% 为 1560kV。架设双避雷线，避雷线 弧垂为 7m ，导线弧垂为 12m ，避雷线半径为 5.5mm 。求该线 路的耐雷水平及雷电跳闸率。 解：1．计算几何参数 （l）避雷线与导线的平均高度
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2020/7/12
感应过电压-电磁感应分量
在主放电过程中，伴随 着雷电流冲击波，在放 电通道周围空间出现甚 强的脉冲磁场，其中一 部分磁力线穿过导线－ 大地回路，产生感应电 势，这种过电压为感应 过电压的电磁分量
提高耦合系数K的方法: 1)将单避雷线改成双避雷线 2)在导线下放增设架空地线(耦合地线),也起到分流作用
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反击耐雷水平
❖ 35kV: 20-30kA ❖ 110kV: 40-75kA ❖ 220kV: 75-110kA ❖ 330kV: 100-150kA ❖ 500kV: 125-175kA
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4、线路绝缘子耐雷水平
当作用在线路绝缘子上的电压Uj>绝缘子串冲击闪络电压Uj50% 绝缘子将发生闪络，由于塔顶电位高于导线电位，闪络将从杆塔向 导线发展，故称为反击。 耐雷水平: 雷击杆塔时绝缘子串上承受最大雷电冲击电压所对应的雷电流:
I1
Uj50%
(1k)[(RchL 2.g6t)2h.d6]
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二、雷击避雷线档距中央
避雷线雷击点A的电压：
UAig
Zb 2
iL2Z Z00 Zb Zb
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3、绝缘子串上作用的过电压
绝缘子串的作用电压: Uj=塔顶电位Utd – 导线电位Ud
= Utd – KUtd + αhd(1-k) =(Utd +αhd) (1-K)
=[βIL(Rch+Lgt/2.6) + IL hd /2.6](1-K) =IL[β(Rch+Lgt/2.6) + hd /2.6](1-K)
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U g'd (1 k )U g d(1 k ) h d
由于屏蔽效应，感应电压降低了（1－K）倍
二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平 1、雷击杆塔塔顶：
反击
雷击塔顶时雷电流可通过下列途径的分流：
避雷线 杆塔 闪络后相导线也可分流
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雷击塔顶的过电应过电压计算
无避雷线时感应过电压为
Ug
25IL
hd S
导线越高，感应过电压越高。
一般Ug « 500kV，在110kV线路上不引起闪络。
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避雷线对感应过电压的屏蔽作用
1）避雷线不接地时：
Ugb
25IL
hb S
2）避雷线接地时：
Ugd25ILhSd Ugbh hb d
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一、输电线路的感应过电压
1、雷击线路附近大地时 ❖ 静电感应 ❖ 电磁感应
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感应过电压-静电感应分量
❖ 在雷电放电的先导阶段（假设为负先导），线路处于雷 云及先导通道与大地构成的电场之中。由于静电感应， 最靠近先导通道的一段导线上感应形成束缚电荷
❖ 主放电开始以后，先导通道中的负电荷自下而上被迅速 中和。相应电场迅速减弱，使导线上的正束缚电荷迅速 释放，形成电压波向两侧传播
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I1
Uj50%
(1k)[(RchL 2.g6t)2h.d6]
反击耐雷水平与导线－地线间的耦合系数k，杆塔分流系数 β，杆塔冲击接地电阻Rch，杆塔等值电感Lgt以及绝缘子 串的50％放电电压Uj50％等因素有关
还必须考虑工频电压的作用以及触发相位 距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算 通常以降低Rch，提高k为提高反击耐雷水平的主要手段
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雷击输电线路的方式
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大气过电压：
直击雷过电压：① 、②、 ③
感应雷过电压：④、②、①
其中④只对35KV以下线路有 危害
大气过电压带来的后果： 发生短路接地故障 雷电波侵入变电所，破坏设 备绝缘，造成停电事故
衡量线路防雷性能的优劣： 耐雷水平：线路遭受雷击 所能耐受不至于引起闪络 的最大雷电流（kA） 雷击跳闸率：每100km 线路每年因雷击引起的跳 闸次数
2、雷击塔顶时的感应过电压（S<65m）
雷击塔顶时迅速向上发展的主放电引起周围空 间电磁场的突然变化，会在导线上感应出与雷 电流极性相反的电压，以静电感应分量为主
无避雷线时:
Ugd ahd
其中dIL IL kA/s 感应过电压系数 dt 2.6
数值为雷电流的平
有避雷线时，导线上的感应过电压
输电线路的雷击事故
在我国跳闸率比较高的地区的高压线路由雷击引起的次数约 占40～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地 区，雷击事故率更高 在日本50％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的， 雷击经常引起双回同时停电，20－30％的输电线路故障发生 在双回输电线路 美国、前苏联等十二个国家的电压为275－500kV总长为 32700km输电线路连续三年的运行资料中指出，雷害事故占 总事故的60％
实际上，避雷线与大地连接保持地电位，电位为0，可 以假设为避雷线上再叠加了-Ugb的感应电压
-Ugb在导线上耦合电压为-KUgb
导线上的实际感应电压
U gd ' U gd kU gb
(1
k
hb hd
)U
gd
(1 k ) U gd
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即避雷线的屏蔽效应使导线上 的感应电荷减少，感应电压降 低了（1－K）倍
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2、雷击杆塔时导线的电位
避雷线耦合到导线上的电位：u1=kutd
(避雷线与塔顶电位相同)
雷击塔顶时雷电先导在导线上的的感应电位：
U2=-αhd(1-k)
U2为负的理由：雷电先导在导线上产生感应过电压的极性（感应 出正电荷）与流入杆塔中的电流极性相反
导线电位
u d U 1 U 2 k td u h d ( 1 k )
igt iL 分流系数，雷电雷 流线 经分 避流
塔顶电位
utdRchigtLgtddgitt(iLRchLgtddLit) iL(RchLgt/2.6)
最高塔顶电位
utdILRchLgf t
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杆塔的分流
1
Lgt
1 Rch
f
Lb Lb 2
110kV: 0.9(1S), 0.86(2S) 220kV: 0.92(1S), 0.88(2S) 500kV: 0.88(2S)