电力线路防雷保护等设计计算

电气设计

一、 防雷保护角计算

防雷保护角示意图如图11所示：

图11 防雷保护角示意图

1509.12705

.1875.3675.1tan <=-+=-=d h a λα，故防雷保护角满足要求。 二、导地线水平偏移的校验

由《电力工程高压送电线路设计手册》表2-6-23，得500KV 线路，当设计冰厚为10mm 时，最大水平偏移为 2.5m ，而本设计中的导地线水平偏移为

1.75m<

2.5m ，故满足要求。

一、 送电线路的防雷保护计算

1、线路雷击次数

根据《电力工程高压送电线路设计手册》第125页，有

)4(1.01001000

)4(av av h b T T h b N +=⨯+⨯=γγ 其中，N —每年每100km 线路雷击次数，次/100km 年；

γ—地面落雷密度，东北地区雷暴日取40，γ=0.07；

b —两地线间的距离，单位m ，本设计b=26.5m ；

T —年雷暴日数，东北地区取40；

b d f f 、—导线与地线的弧垂，m f m f b 62.1175.16d ==、（地线为最大覆冰时出现的弧垂）；

b d h h 、—导地线的悬挂点高度，m 125.29875.333h d =-=，

m 295.37705.139h b =-=；

av2av1h h 、--导地线的平均高度，

m f d 96.173275.16125.2932h h d av1=⨯-=⋅-= m f h b b 55.2962.113

2295.3732h av2=⨯-=-=。 由由500KV 线路要求全线假设地线，故线路雷击次数为

4155.2945.26(4007.01.0)4(1.0≈⨯+⨯⨯⨯=+=）av h b T N γ次

2、击杆率

根据《电力工程高压送电线路设计手册》表2-7-2，得山丘地区，两根地线的击杆率为4

1=g 。 3、绕击率

根据《电力工程高压送电线路设计手册》式2-7-12得，山区线路绕击率按下式计算 35.386lg -=b

h P θθ

其中θ—防雷保护角，且本线路 09.12=θ， 故49.235.386

295.3709.1235.386lg -=-⨯=-=b

h P θθ %32.0%10010

49.2=⨯=-θP 4、导线与地线间的耦合系数

（1） 几何耦合系数的计算

相关参数

1r --地线半径，mm r 5.52

111==； 12d --导地线的平均距离，m h h d av av 59.1196.1755.291212=-=-=；

12D -地线与导线镜像间的距离，m D 72.40125.2959.1112=+=；

D -地线与地线镜像间的距离，m h D av 1.5922==；

b —地线与地线间的距离，b=26.5m ；

1b --最外面导现与地线的水平距离，m b 75.11=。

b b D r h b b d b b D b d b D k av 2212212122121221

212212120ln 2ln )()(ln ln

+++++++++= 5.265.2672.40ln 10

5.555.292ln )75.15.26(59.11)75.15.26(72.40ln 75

.159.1175.172.40ln

22322222222++⨯⨯+++++++=- 606

.0282.9484.0246.1++= 175.0=

（2） 耦合系数的计算

根据表2-7-9，500KV 双地线线路电晕校正系数为28.11=k ，故

224.0175.028.101=⨯==k k k

5、雷击塔顶时的耐雷水平1I 及过电压计算

相关数据：

Lg —杆塔两侧临档地线的电感并联值（μH ）,双地线时，Lg=0.42l ； su R --杆塔的冲击接地电阻，铁塔的Ω=15su R ；

Lt —杆塔电感（μH ），铁塔的Lt=0.5H=0.5*39=19.5Μh ；

I --雷电流幅值，最大雷电流幅值为KA I 100≤;

（1）雷击塔顶时的耐雷水平计算

令%50U 等于塔头绝缘的50%冲击放电电压，则KV U 300025120%50=⨯=,则雷击塔顶时的耐雷水平为：

6

.2)1(6.2)()1(1012%501av av av t t a su h k h h L k h h R k U I -+-+-=ββ

6

.296.17)175.096.1755.291(6.25.1988.0)224.03933(

15088.0)224.01(3000⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-= 919

.4106.4432.1023000++=

KA 18.19=

（2）雷击杆塔塔顶时导线上的感应过电压计算

导线上的感应过电压的最大值按《电力工程高压送电线路设计手册》式2-7-16计算，其中a 为感应过电压系数，规程规定377.76

.218.196.26.21====I I a ， )1(01

21k h h ah U av av av ic -= )175.096.1755.291(96.17377.7⨯-

⨯= KV 34.94=

（3） 塔顶电位及绝缘承受电压的计算

根据《电力工程高压送电线路设计手册》第126页表2-7-4，500KV 双地线线路，杆塔的分流系数88.0=β， 故塔顶电位为：)6

.2(1t su tp L R I U +=βKV 764.379)6.25.1915(18.1988.0=+⨯⨯=； 导线上的电位为：KV U kU U ic tp c 27.1134.94764.379224.0-=-⨯=-=； 线路绝缘上承受的电压最大值为

=-=c ta I U U U c t a t su U h h L R I -++

)6.2(1β )27.11()39

336.25.1915(18.1988.0--++

⨯⨯= KV 316.405=

6、雷击档距中央地线或雷击导线时的耐雷水平2I 及过电压计算

（1） 根据《电力工程高压送电线路设计手册》第129页，由于地线与导线间

的空气间隙满足1012.0+≥l D ，故当雷击档距中央时，可不必起算过电压。

（2） 当雷绕过地线击于导线上时，根据《电力工程高压送电线路设计手册》

式2-7-14得，当S=65m 时（在距电力线S>65处最大值）布置地线，其感应过电压为 KV k S h I U av ic 04.536)224.01(6596.1718.1925)1(251=-⨯⨯=-⋅≈ （3） 令%50U 等于绝缘子串的50%冲击放电电压，则KV U 300025120%50=⨯=,

导线波阻抗Ω≈400，则雷击导线时的耐雷水平为： KA U I 30100

3000100%502===