线路直击雷过电压及耐雷水平
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：
ucktu o pach (1k)
-----精品文档------
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 L i(1 k)R ii (1 k)L tdd i tac(1 h k) (1 k)[(R ii L tdd i tac]h
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。
-----精品文档------
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
-----精品文档------
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：
(4.5E0.75 1)4 1 0 2
3、直击或绕击：
装设避雷线的线路，仍有雷绕过避雷线击于导线的可
能
-----精品文档------
发生绕击的概率称为绕击率Ka
Ka与避雷线保护角α、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。
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。
-----精品文档------
(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 Ug ach(1k)。
则塔顶电位为 uto pR iitLt d dt i t (R iiLt d d)ti
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 to p R i I L t i / T 1 I R i L t/ T 1
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
1 4IZc 10I0
2 u0
——近似计算中假设Z0 Zc
≈Zc/2，Zc线路波阻抗，
A
取400Ω。
Z0 i Zc
A
uA
Z0
Zc 2
此即国标中用来估算绕击时过电压的近似公式
-----精品文档------
(2) 绕击时的耐Байду номын сангаас水平： 令 UA U50%，可得绕击时的耐雷水平I2：I2 U50%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%！
(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Z0表示。
-----精品文档------
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Z0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：
i
UAI2ZZ00 ZcZc
-----精品文档------
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%） 。
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I1为：
建弧率η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。
-----精品文档------
2、雷击跳闸率的计算
有避雷线时线路应有的耐雷水平
-----精品文档------
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。
绝缘子串上 电压幅值为：
ULj(1k)Ri T L1t T h1 cI
(3) 耐雷水平：
令 ULj U50% ，即可求得 雷击塔顶反击时的耐雷水 平I1，即
I1
U50%
(1k)Ri
Lt T1
Th1c
影响I1的因素：
杆塔分流系数β，杆塔等值电感Lt，杆塔冲击接 地电阻Ri，耦合系数k和绝缘子串的U50%冲击放 电电压。
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。
反击：本来是地（低）电位的物体，由于某种原因 导致其电位（绝对值）突然升高，当其与周围导体 的电压超过了该间隙的击穿电压或表面放电电压时 ，发生的击穿或闪络现象。
-----精品文档------
输电线路的直击雷过电压以及防护
一、直击雷过电压
分类： 雷击杆顶、雷击避雷线档距 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， 小部分经避雷线入地。
-----精品文档------
(1) 塔顶电位：
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 it iat （β为分流系数）
ucktu o pach (1k)
-----精品文档------
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 L i(1 k)R ii (1 k)L tdd i tac(1 h k) (1 k)[(R ii L tdd i tac]h
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。
-----精品文档------
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
-----精品文档------
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：
(4.5E0.75 1)4 1 0 2
3、直击或绕击：
装设避雷线的线路，仍有雷绕过避雷线击于导线的可
能
-----精品文档------
发生绕击的概率称为绕击率Ka
Ka与避雷线保护角α、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。
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。
-----精品文档------
(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 Ug ach(1k)。
则塔顶电位为 uto pR iitLt d dt i t (R iiLt d d)ti
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 to p R i I L t i / T 1 I R i L t/ T 1
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
1 4IZc 10I0
2 u0
——近似计算中假设Z0 Zc
≈Zc/2，Zc线路波阻抗，
A
取400Ω。
Z0 i Zc
A
uA
Z0
Zc 2
此即国标中用来估算绕击时过电压的近似公式
-----精品文档------
(2) 绕击时的耐Байду номын сангаас水平： 令 UA U50%，可得绕击时的耐雷水平I2：I2 U50%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%！
(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Z0表示。
-----精品文档------
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Z0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：
i
UAI2ZZ00 ZcZc
-----精品文档------
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%） 。
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I1为：
建弧率η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。
-----精品文档------
2、雷击跳闸率的计算
有避雷线时线路应有的耐雷水平
-----精品文档------
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。
绝缘子串上 电压幅值为：
ULj(1k)Ri T L1t T h1 cI
(3) 耐雷水平：
令 ULj U50% ，即可求得 雷击塔顶反击时的耐雷水 平I1，即
I1
U50%
(1k)Ri
Lt T1
Th1c
影响I1的因素：
杆塔分流系数β，杆塔等值电感Lt，杆塔冲击接 地电阻Ri，耦合系数k和绝缘子串的U50%冲击放 电电压。
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。
反击：本来是地（低）电位的物体，由于某种原因 导致其电位（绝对值）突然升高，当其与周围导体 的电压超过了该间隙的击穿电压或表面放电电压时 ，发生的击穿或闪络现象。
-----精品文档------
输电线路的直击雷过电压以及防护
一、直击雷过电压
分类： 雷击杆顶、雷击避雷线档距 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， 小部分经避雷线入地。
-----精品文档------
(1) 塔顶电位：
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 it iat （β为分流系数）