架空输电线路雷击跳闸率计算
输电线路防雷保护
三、输电线路的防雷措施 1、3~10kV线路防雷保护 不架设避雷线，可利用水泥杆的自然接地，为提高供电可 靠性可投入自动重合闸。在雷电特别强烈地区可因地制宜 采用高一电压等级的绝缘子，或顶相用针式两边改用两片 悬式绝缘子，也用采用瓷横担，以提高线路的绝缘水平。 对特殊用户应用用环形供电或不同杆双回路供电，必要时 改为电缆供电。
二、不对称短路引起的工频电压升高 对于中性点不接地系统，当单相接地时， 对于中性点不接地系统，当单相接地时，健全相的 工频电压升高约为线电压的1.1 1.1倍 因此， 工频电压升高约为线电压的1.1倍，因此，在选择避 雷器时，灭弧电压取110%的线电压，称为110% 110%的线电压 110%避雷 雷器时，灭弧电压取110%的线电压，称为110%避雷 器 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时， 对中性点经消弧线圈接地系统在过补偿时，单相接 地时健全相上电压接近线电压， 地时健全相上电压接近线电压，因此在选择避雷器 灭弧电压时， 100%的线电压 称为100% 的线电压， 100%避雷器 灭弧电压时，取100%的线电压，称为100%避雷器 对中性点直接接地系统单相故障接地时， 对中性点直接接地系统单相故障接地时，健全相电 压约为0.8倍线电压， 0.8倍线电压 压约为0.8倍线电压，对于该系统避雷器的最大灭弧 电压取为最大线电压的80% 称为80% 80%， 80%避雷器 电压取为最大线电压的80%，称为80%避雷器
3、变压器中性点保护 三相同时进波时，中性点不接地的变压器中性点电位可 能达到绕组端电压的2倍，所以中性点需保护。 110kV及上变压器中性点加装Y1W或Y1.5W系列的氧化 锌避雷器保护中性点绝缘。 4、配变变压器的防雷保护 三点共同接地：避雷器的接地引下线、配变外壳、低 压绕组的中性点连接在一起。 逆变换，解决方法：低压侧某一相装设一只避雷器
35kV输电线路雷电跳闸率计算及实例分析
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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；
10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析
10kV配电线路雷击跳闸率的计算分析摘要：电力系统包括发电、输电和配电，以及这5个部分的电源，10kV配电线路是整个配电系统的重要组成部分，10kV配电线路进行电力负荷进行合理科学的分配，因此，稳定运行的10kV配电线路，是整个电源系统的关键。
但配电线路存在绝缘性能差的缺点，配电网网架结构也很复杂，这些特点决定了10kV配电线路防雷效果不甚理想。
此外，雷电将在导线上形成一个可达500kV的感应雷电压，该电压等级的电流超过了10kV配电线路额定绝缘水平。
当前，我国使用中的6～35kV电压级别的配网中，由于雷击跳闸事故频繁发生，同时雷击事故，对电源开关装置的正常运行，电网用避雷器装置和变压器装置造成了很严重的影响。
关键词：10kV配电线路；雷击跳闸率；计算1 10kV线路遭受雷击原因1.1绝缘导线线路防雷措施不力我公司地处江苏宿迁宿豫区，通过改造，10kV配电线路导线已换成了架空绝缘导线，绝缘导线线路遭雷击事故大多数发生在比较空旷或地势较高的区域。
由于城区建筑物及树木等的屏蔽作用，线路遭受直击雷和绕击雷的概率较小，仅约占雷害事故的10%，而线路附近发生的雷云对地放电，产生感应过电压引起的线路故障则占90%。
由于绝缘导线线路防雷措施仍和原来的裸导线线路防雷措施一样，致使在一个雷电日中曾有多条馈线的断路器跳闸，并发生了多起雷击绝缘导线断线事故。
1.2 10kV线路避雷器安装不足虽然配电变压器处安装了氧化锌避雷器，但一些较长的10kV架空线路安装线路型氧化锌避雷器的数量却不足。
1.3 线路上绝缘子清洁度不足线路上采用的P－15针式绝缘子爬电距离为28cm，是多年生工业污染或自然盐、粉尘等污染，如在高湿度的天气条件下的雨和雾，粉尘的湿润污秽表面，表面电导的增加，绝缘子泄漏电流的增加，引起的工频和冲击闪络电压下绝缘子的电压（击穿电压）下降明显。
它甚至可以在工作电压下发生闪络。
1.4 线路导线接触不良早期电网建设中习惯使用并沟线夹作为10kV线路的连接器，有的甚至采用缠绕法接线，这些都不是导线的最佳连接方法，致使导线连接点接触不良，经受不住强大雷击电流的冲击而烧断。
探究输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法
探究输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法【摘要】近年来，我国的电网不断发展，同时随着气候变化强对流天气越来越多，雷击灾害频发，对我国输电线路的安全性构成了较大的威胁。
因而就有需要及时的探究出一种新型的预测计算输电线路的雷击跳闸概率，通过掌握其中的规律，提前做好预防措施，就能尽量避免雷击给输电线路带来的损坏与事故，使输电线路更加安全。
本文就是对三时次雷区信息的电网雷击跳闸概率这种新型的计算方法进行阐述的。
【关键词】输电线路；雷击跳闸；三时次雷区信息近年来我国的电力用户渐渐增多，为了保证电力用户的安全性，要不断进行探索和研发，减少不安全的因素，雷击这种不规律的自然现象对输电线路的破坏是非常巨大的。
为了减少雷击跳闸率和输电线路的安全事故，对三时次雷区信息电网累计跳闸率进行研究，制定更加详细和完整的策略，有效的计算和预测雷击路线以及概率，保证用电安全。
1 探究输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法的必要性1.1 雷击降低输电线路的安全性近年来，由于气候的变化，强对流天气逐渐增多，雷电现象增多，大大降低了输电线路的安全性。
虽然雷电现象作为一种自然现象，是不可抗拒和不可改变的，但是它对电力线路的破坏却是巨大的。
在2010年安阳电厂就因为雷击而导致了电厂与系统解列运行的结果。
因为安阳电厂中的线路大多经过山区，而且周边的安阳线、靖义线、岭义线发生故障时对安阳电厂的安全性影响也较大。
在2010年5月12日11时41分左右，由于雷击天气，导致110KV线路A、C两相相间短路，此处距离安阳电厂26.32Km，在雷击的过程中发生连环反应，最终导致安阳电厂111、112开关跳闸，三台机甩负荷，143F在甩负荷过程中，由于负荷骤变，造成大轴后座，使转速继电器被磁头打损，导致了大面积的停电。
这在很大程度上降低了输电线路的安全性，造成了很大的用电安全事故。
1.2 保障电路线路安全性和稳定性的必要性随着目前科学技术的发展，我国的用电用户在逐年的增加，电网的覆盖范围越来越广泛电力线路和电力设备越来越多，保障用电安全的平稳对每一个用户来说都是很必要的，只有保证了用电线路的安全性与稳定性，人们的工作与生活才能正常开展。
输电线路雷电绕击跳闸率计算方法分析
输电线路雷电绕击跳闸率计算摘要经济的快速发展离不开电力系统的不断扩展和完善，随着电力系统容量的不断扩大，拓扑结构日趋复杂，对输电线路故障的研究和防止成为追求系统安全稳定运行这一目标的重要课题。
输电线路的雷击跳闸事故占输电线路事故的60%以上，尤其是在山区的输电线路，由于特殊的地理环境和多变的气候条件导致雷击成为线路故障的主要原因。
根据国内外输电线路的运行统计结果，雷电绕击事故是雷击线路故障中的比例最高，也是输电线路跳闸事故的主要原因。
因此，开展输电线路雷电绕击跳闸率计算研究，对于制定有效地防雷保护措施，指导我国输电工程线路防雷设计，提高电力系统安全可靠性具有重要的意义。
本课题主要研究雷电绕击的机理，输电线路雷电绕击对输电可能产生的影响。
在此基础上开展输电线路雷电绕击跳闸率计算方法分析，掌握几种不同计算方法的优缺点以及适用范围，并利用其中的一种计算方法对某一实例进行验证分析。
最后为输电线路制定有效地防雷保护措施以及指导我国输电工程线路防雷设计提供理论依据。
关键词：输电线路，跳闸率，雷电绕击AbstractRapid economic development is inseparable from the continuous expansion and improvement of the power system, with the growing capacity of the power system and the topology increasingly complex, researching and preventing faults on transmission lines to pursue system safe and stable operation became an important subject of the goal. Lightning Accident transmission accounts the transmission line accidents for more than 60%, especially in the mountains of transmission lines, due to the special geographical environment and changing climate conditions that cause lightning to become the main reason for the fault in the line.According to the statistical results at home and abroad to run transmission lines, lightning shielding failure was the highest proportion of Lightning stroke fault, which is also the main reason for tripping accidents. Therefore, developing the calculation research of transmission line lightning flashover rate of shielding failure for effective lightning protection measures to guide the design of the transmission line lightning protection engineering, improve power system security and reliability is of great significance.The main subject of this article is to study the mechanism of lightning shielding, and the effect of lightning shielding transmission lines on transmission .On the basis of it to develop the transmission line lightning strike trip out rate calculation method analysis, to grasp the scope of the advantages and disadvantages as well as several different calculation methods, and the use of a calculation method in which instances of a confirmatory analysis. Finally, the development of effective lightning protection measures, and guide our engineering lightning protection design of transmission lines to provide a theoretical basis for the transmission lines.Keywords：transmission lines, tripping rate ,lightning shielding fai目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2课题研究的国内外现状 (2)1.3 本文主要工作 (3)第二章雷电绕击的机理 (4)2.1雷电对输电线路的危害 (4)2.2雷电绕击的机理 (4)2.2.1雷电先导闪击的特性 (4)2.2.2 高幅值雷电先导闪击的特性 (5)2.2.3 低幅值雷电先导闪击的特性 (8)第三章输电线路雷电绕击跳闸率计算方法 (9)3.1规程法 (9)3.2电气几何模型法 (10)3.3先导发展模型法 (11)3.4 ATP-EMPT仿真计算方法 (14)第四章电气几何模型法 (15)4.1 雷电参数 (15)4.1.1雷暴日与雷暴小时 (15)4.1.2 地面落雷密度 (15)4.1.3 雷电流幅值 (15)4.2 电气几何模型 (16)4.2.1电气几何模型的构建与分析 (16)4.2.2 暴露距离计算绕击率 (19)4.2.3 电气几何模型的改进 (23)第五章案例分析 (25)5.1 案例分析一 (25)5.2 案例分析二 (28)第六章总结与展望 (37)参考文献 (38)谢辞 (40)第一章绪论1.1课题研究的背景和意义随着我国国民经济的快速发展，我国电力系统发展的步伐日益加快，电力系统容量不断增长，网络结构不断扩大，系统发生故障的可能性也日趋增加。
(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)。
国家电网 输电线路防雷
4.采用不平衡绝缘方式 5.采用消弧线圈接地方式 6.装设自动重合闸 7.装避雷器 8.加强绝缘
不会出现击穿的经验公式
S 0.012 l 1
3.雷绕过避雷线击于导线或直接击于导线
等值电路图
雷击点的电压
Z0Zd Ud i 2Z 0 Z d
雷击点的电压
Z0Zd Ud i 2Z 0 Z d
或
U d 100i
耐雷水平
U 50% I2 100
三、输电线路的雷击跳闸率
（一）无避雷线线路的雷击跳闸率
导线电位的幅值
hb U d kU gt hd 1 k 0 hd
U j U gt U d hh Lgt hb hd I (1 k ) Rch k 1 k0 hg 2.6 hd 2.6
2.雷击避雷线档距中央 雷电流的分布
雷击点A的电压
Z0 Zb UA i 2Z 0 Z b
雷击点的最高电位
Z0 Zb UA b 2 Z 0 Z b l
雷击处避雷线与导线间的空气隙S上承受最大电压
U S U A (1 k ) Z0 Zb (1 k ) b 2 Z 0 Z b l
330kv及以上： 全线架设双避雷线 α在20度左右 220kv： 110kv： 宜全线架设双避雷线 一般全线架设避雷线 α在20度左右
35kv及以下： 一般不沿全线架设避雷线
α取20到30度之间
2.降低杆塔接地电阻
3.架设耦合地线
作用：
①增加避雷线与导线间的耦合以降低绝缘子串上的
电压；
②增加对雷电流的分流作用
无避雷线线路只用于中性点非直接接地的60kV
线路直击雷过电压与耐雷水平
额定电压(kV)
35
110
220
330
500
耐雷水平I1(kA) 雷电流超过I1的概率(%)
20～30 40～75 75～110 100～150 125～175
59～46 35～14 14～6
7～2
3.8～1
2、雷击避雷线档距中央：
根据模拟试验和实际运行经验，雷击避雷线档 距 中由央于的半概 径率较较小小的(避10雷%线)。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 标，准通规常定只，需只要要考按虑经雷验击公避式雷S线＝对0.导01线2l+的1确反定击档问距题。 中央导、地线间的空气间距S，一般不会发生避雷 线 对导线的反击故障。
Riit
Lt
dit dt
(Rii Lt
di ) dt
Lt为杆塔等值电感，雷电流波前陡度di/dt=I/T1， 塔顶电位幅值为：
U top Ri I Lti / T1 I Ri Lt / T1
注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1； 不同电压等级及避雷线数目的β也不同，见表7-2
谢谢观看！ 2020
(2) 导线电位和绝缘子串上的电压：
雷击塔顶时，与塔顶相连的避雷线也有相同的电位 utop。负极性的雷电波沿杆塔及避雷线传播时，由 于避雷线与导线之间的电磁耦合作用，在导线上将 产生耦合电压kutop，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 U g ahc (1 k) 。
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U50%） 。
输电线路的雷击跳闸率
3.4.2 建弧率
冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率
4.5E 0.75 14
UN 中性点直接接地系统： E 3l j UN 中性点非直接接地系统： E 2l j
E；绝缘子串平均运行电压 梯度 UN：线路额定电压 lj: 绝缘子串闪络距离
中性点接地系统,单相接地即引起跳闸； 中性点非直接接地系统，相间闪络才会跳闸
3.4 输电线路的雷击跳闸率
3.4.1 线路跳闸需满足的条件
3.4.2 建弧率
3.4.3 雷击跳闸率
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3.4.1 线路跳闸需满足的条件
线路落雷 雷电流超过线路耐雷水平，线路绝缘发生冲击闪络， 雷电流沿闪络通道流入大地，但作用时间很短，线路 开关来不及动作
当闪络通道流过的工频短路电流的电弧持续燃烧时，
3.4.3 雷击跳闸率计算
雷击杆塔时的跳闸率 绕击跳闸率 输电线路雷击跳闸率
n1 NgP 1
n2 NP P 2
n n1 n2 N ( gP 1P P 2 )
返回ห้องสมุดไป่ตู้
线路直击雷过电压及耐雷水平
Lt为杆塔等值电感，雷电流波前陡度di/dt=I/T1， 塔顶电位幅值为：
U top Ri I Lt i / T1 I Ri Lt / T1
注：不同类型杆塔的等值电感不同，见表7-1； 不同电压等级及避雷线数目的β也不同，见表7-2
二、雷击跳闸率计算
1、建弧率
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η：
(4.5E
0.75
14) 10
作用在绝缘子串上的电压就等于横担处杆塔电位与 导线电位之差，近似等于塔顶电位与导线电位差。
u Li (1 k )Ri i (1 k )Lt di dt ahc (1 k ) (1 k )[ ( Ri i Lt di dt ahc ]
绝缘子串上电压随着雷电流增大而增大，当绝缘子 串上电压超过其50％冲击放电电压时，绝缘子串就 发生逆闪络(反击)，可能造成线路跳闸。
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 U A U 50% ，可得绕击时的耐雷水平I2：I 2
U 50%
100
例如：采用13片XP-70型绝缘子的220kV线路绝缘子 串的U50%≈1200kV，可求得其I2＝12 kA ，大于I2的 雷电流出现概率P1≈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%！
16 雷击跳闸率 发电厂变电所防雷保护
8.1 发电厂、变电站的 雷过电压及其防护
概述 1、发电厂、变电站防雷保护的重要性
(1) 输电线路雷害影响相对较小，且一般有备用电源，只 导致工况短时恶化；发电厂、变电站有许多重要设备，如 变压器、发电机等，且是多条线路交汇点和电力系统的中 枢，雷害往往导致大面积停电。 (2) 变电设备内绝缘水平往往低于线路绝缘，且不具有自 恢复功能，一旦雷过电压导致绝缘击穿，后果十分严重。
七、加强绝缘 对于输电线路的个别大跨越高杆塔地段，落雷机会增多； 塔高等值电感大，塔顶电位高，感应过电压也高；绕击时的 最大雷电流幅值大，绕击率高。为了降低跳闸率，可在高杆 塔上增加绝缘子串的片数。标准规定，全高超过40m有避雷 线的杆塔，每增高10m，应增加一片绝缘子。 八、采用排气式避雷器 排气式避雷器仅用在雷电过电压特别大或绝缘薄弱点的防雷 保护，能免除线路绝缘的冲击闪络，并使建弧率为零。在现 代输电线路上，排气式避雷器仅安装在高压线路交叉的地方 及高压线路与通信线路之间的交叉跨距档，过江大跨越高杆 塔，变电站的进线保护段等处。
提高了另一回路的耐雷水平，使之不发生闪络。 五、采用消耗线圈接地方式 对于雷电活动强烈，接地电阻又难以降低的地区，考虑采用经 消耗线圈接地的方式，可使大多数雷击单相闪络故障被消耗线圈消 除，不至于发展成持续工频电弧。当雷击引起二相或三相闪络故障 时，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流和对未闪络相的 耦合作用，使未闪络相绝缘的电压下降，提高了线路的耐雷水平。 我国消耗线圈接地方式下，雷击跳闸率大约可降低1/3左右。 六、装设自动重合闸 雷击造成的闪络大多能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合 闸成功率较高。据统计，我国110kV及以上高压线路重合闸成功率 为75%-90%；35kV及以下线路约为50%-80%。因此，各级电压线 路应尽量装设自动重合闸装置。
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 。
架空线路雷电感应电压的宏模型及跳闸率计算
架空线路雷电感应电压的宏模型及跳闸率计算刘欣;范紫微【摘要】架空配电线路绝缘水平低,极易遭受雷击产生雷电过电压,从而造成供电中断影响广大人民的生产和生活;对于10 kV架空配电线路,由雷击引起线路闪络或故障的主要因素是感应雷过电压,因此,对架空配电线路感应雷过电压的研究具有十分重要的意义.为了提高配电线路的安全可靠性并对线路防雷设计提供有价值的参考依据,基于Agrawal场线耦合模型建立了一种计算感应雷过电压峰值的宏模型,并与时域有限元方法进行了对比验证;结合电气几何模型及蒙德卡罗法对华北地区10 kV架空输电线路进行感应雷跳闸率计算.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】7页(P69-75)【关键词】Agrawal场线耦合模型;蒙德卡罗法;感应雷跳闸率;电气几何模型【作者】刘欣;范紫微【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM7260 引言雷电造成架空配电线路故障是影响配电网安全可靠供电的主要原因之一。
架空配电线路架设高度低，绝缘相对薄弱，与雷电相关的故障多是由雷击附近大地或建筑物产生的感应雷过电压造成的，占雷击故障概率的90%以上[1,2]。
因此提出一种简单准确的感应雷过电压计算方法，对完善架空配电线路雷电防护和提高配电网的耐雷水平具有重要意义。
目前，计算雷电感应过电压的方法主要分为公式法和数值计算法两种[3]。
公式法是根据实际运行数据或理论分析得到的公式计算雷电感应过电压峰值，主要有规程法[4]和Rusck公式[5]，虽然过程简单，但计算结果不够准确以及适用范围有限；数值计算方法主要有时域有限元方法(FETD)[6，7]和时域有限差分法(FDTD)[8，9]等，但是这两种方法需要将线路分段处理，求解过程较复杂。
耐雷性能评估最简单的为规程法，随着计算机技术的发展，逐渐出现了一些更为全面、准确的方法，如电磁暂态程序法(EMTP)、蒙特卡罗法等[10，11]。
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 。
)(dtdiL 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)。
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平原地 33 27 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 28.3333333 16.8 3.87420958 3.01681456 6.81974665 0.21413797 0.26767247 16.5 0.81028939 93.0752282 0.08756427 0.00076271 12 0.73052715 0.80252319 0.41445158
FZ5直线塔 平原地 34.5 28 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 29.8333333 17.8 3.88691576 2.63324475 4.99189824 0.20728057 0.25910072 17.25 0.8064 89.5637409 0.09599093 0.00142335 12 0.73052715 0.80252319 0.50359111
ZM 平原地 37.5 31 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 32.8333333 20.8 4.37534967 2.93791916 5.47461901 0.22383449 0.27979311 18.75 0.79873217 85.2518794 0.1074555 0.00157816 12 0.73052715 0.80252319 0.61480994 平原地 40.5 34 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 35.8333333 23.8 4.86389417 3.24498063 5.95882535 0.23823046 0.29778807 20.25 0.79120879 81.274749 0.11924037 0.00174274 12 0.73052715 0.80252319 0.73905832 平原地 43.5 37 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 38.8333333 26.8 5.35251898 3.55381045 6.44418239 0.25090799 0.31363498 21.75 0.78382582 77.6157543 0.13122083 0.00191755 12 0.73052715 0.80252319 0.87605614 平原地 46.5 40 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 41.8333333 29.8 5.84120394 3.86398464 6.93044838 0.26219138 0.32773923 23.25 0.77657935 74.2513789 0.14329609 0.00210305 12 0.73052715 0.80252319 1.02546374 平原地 49.5 43 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.42216132 57.73502692 0.1666670 0.003989423 44.83333333 32.8 6.329935124 4.175203594 7.417444552 0.272325479 0.340406849 24.75 0.769465649 71.15596659 0.155385135 0.002299749 12 0.730527154 0.802523187 1.186906515 平原地 27 21 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 22.3333333 10.8 2.84586217 2.25943504 5.41067318 0.16900017 0.21125022 13.5 0.82622951 103.008836 0.06752196 0.0006422 12 0.73052715 0.80252319 0.25744874 平原地 30 24 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 25.3333333 13.8 3.35995985 2.63627294 6.11407885 0.19372121 0.24215151 15 0.81818182 97.9277521 0.07712313 0.00070138 12 0.73052715 0.80252319 0.32958236
平原地 39 33 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.7124723 57.7350269 0.1666670 0.00398942 34.3333333 22.8 4.90297383 3.78453175 8.23554109 0.24623213 0.30779016 19.5 0.79495268 84.3274192 0.11008645 0.00089231 12 0.73052715 0.80252319 0.62218536
平原地 42 36 0 8.4 LG-50 7 5.9 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 11.71247231 57.73502692 0.1666670 0.003989423 37.33333333 25.8 5.417438057 4.170486292 8.944962028 0.259194819 0.323993524 21 0.7875 80.45055798 0.121839782 0.000960776 12 0.730527154 0.802523187 0.7系数 0.5 电晕校正系数k 1(双) 1.25 避雷线L g (双) 126 雷电波头长度τ t 2.6 绕击系数(平原) 3.9 避雷线对边导线的保护角°α 15.42216132 绝缘子串的平均运行电压梯度E(有效接地 ) 57.73502692 击杆率(平双) 0.1666670 地线半径 0.003989423 地线平均高度h g 14.83333333 导线平均高度h c 2.8 d13′/d13 1.450319936 d23′/d23 1.210004135 d12′/d12 2.629284248 地线对导线的几何耦合系数k 0 0.056919017 电晕耦合系数k 0.071148771 杆塔电感L t 9.75 杆塔分流系数β 0.847058824 耐雷水平I1(kA) 114.1579209 雷电流超过I1的概率P1 0.050437192 绕击率Pα 0.00077963 雷击于导线时的耐雷水平I2 12 雷电流超过I2的概率P2 0.730527154 建弧率η 0.802523187 跳闸率N 0.144276348
杆塔型号 地理位置 杆塔呼称高h t 横担对地高h a 地线金具高h 1 地线间距离 地线型号 地线弧垂 导线间距离 导线型号 导线弧垂 挡距 绝缘子片数 50％冲击放电电压 绝缘子串长度 接地电阻Ri
FZ5直线塔 平原地 19.5 13 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 平原地 22.5 16 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.42216132 57.73502692 0.1666670 0.003989423 17.83333333 5.8 1.935960454 1.468266071 3.089795507 0.102155464 0.12769433 11.25 0.838602329 109.4667731 0.057024226 0.000892534 12 0.730527154 0.802523187 0.190634464 平原地 25.5 19 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 20.8333333 8.8 2.42294634 1.74603542 3.55869046 0.13706208 0.1713276 12.75 0.83031301 104.319042 0.06524637 0.00101288 12 0.73052715 0.80252319 0.2493249 平原地 28.5 22 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 23.8333333 11.8 2.91060238 2.03534107 4.03304603 0.16498619 0.20623274 14.25 0.82218597 99.1614086 0.07467338 0.00114116 12 0.73052715 0.80252319 0.32087202 平原地 31.5 25 0 12.2 LG-50 7 8.5 LGJQ-300 12 300 1200 2.2 10 0.5 1.25 126 2.6 3.9 15.4221613 57.7350269 0.1666670 0.00398942 26.8333333 14.8 3.39864011 2.33189322 4.51113996 0.18795706 0.23494633 15.75 0.81421648 94.210969 0.08500037 0.00127783 12 0.73052715 0.80252319 0.40559132