1、Chapter 3 輸電線路的防雷保護(hù),西安交通大學(xué)高壓教研室,-2-,Ch.3 輸電線路的防雷保護(hù),1. 輸電線路防雷的原則和措施 2. 線路感應(yīng)雷過電壓 3. 輸電線路的直擊雷過電壓 4. 輸電線路雷擊跳閘率的計算,-3-,1. 輸電線路防雷的原則和措施,輸電線路防雷的意義 輸電線路遭受雷擊的機(jī)會較多 輸電線路是電力系統(tǒng)的大動脈，它將巨大的電能輸送到四面八方。漫長的輸電線路穿過平原、山區(qū)，跨越江河湖泊，遇到的地理條件和氣象條件各不相同，所以遭受雷擊的機(jī)會較多。 輸電線路遭受雷擊的危害 輸電線路遭受雷擊造成跳閘，影響電力系統(tǒng)的正常供電，增加線路及開關(guān)設(shè)備的維修工作量。我國由于雷擊造成的跳閘大

2、約占4070。 由于輸電線路上落雷，雷電波還會沿線路侵入變電所。而在電力系統(tǒng)中，線路的絕緣最強(qiáng)，變電所次之，發(fā)電機(jī)最弱，往往會引起設(shè)備絕緣損壞，影響安全供電。,做好輸電線路的防雷工作，不僅可以提高輸電線路本身的供電可靠性，而且還可以使變電所安全運(yùn)行。,-4-,1. 輸電線路防雷的原則和措施,架空線路遭受雷擊的可能性 雷擊線路附近地面 雷擊塔頂及塔頂附近避雷線 雷擊檔距中央的避雷線 雷擊導(dǎo)線,輸電線路防雷的任務(wù)是： 采用技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上的合理措施，使系統(tǒng)雷害降低到運(yùn)行部門能夠接受的程度，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。,感應(yīng)雷過電壓,直擊雷過電壓,-5-,1. 輸電線路防雷的原則和措施,輸電線路防雷的四道防

3、線 防止雷直擊導(dǎo)線 沿線架設(shè)避雷線，有時還要裝設(shè)避雷針與其配合；在某些情況下改用電纜線路，使輸電線路免受直接雷擊。 防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡(luò) 雷擊塔頂或避雷線時，使塔頂電位升高，這樣，原來被認(rèn)為是接地的桿塔，現(xiàn)在卻具有高電位，因而有可能對導(dǎo)線放電，使過電壓加到導(dǎo)線上，這種現(xiàn)象稱為反擊或逆閃絡(luò)。 雷擊線路不致引起絕緣閃絡(luò)的最大雷電流幅值(kA)，稱為線路的耐雷水平。,-6-,1. 輸電線路防雷的原則和措施,輸電線路防雷的四道防線 防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡(luò) 耐雷水平 雷擊線路不致引起絕緣閃絡(luò)的最大雷電流幅值(kA)，稱為線路的耐雷水平。 提高線路耐雷水平的措施 降低桿塔的接地電

4、阻，增大耦合系數(shù)，適當(dāng)加強(qiáng)線路絕緣，在個別桿塔上采用線路避雷器等。 線路避雷器 連接于橫擔(dān)和導(dǎo)線之間(亦即與線路絕緣子并聯(lián))的避雷器，當(dāng)雷擊塔頂或塔頂附近的避雷線時，塔頂電位升高，避雷器動作，其殘壓低于絕緣子串的放電電壓，故避免了絕緣子串沖擊閃絡(luò)和隨之而來的工頻電弧。,-7-,輸電線路防雷的四道防線 防止雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧 建弧率 輸電線路在遭受雷擊引起沖擊閃絡(luò)后，閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定工頻電弧的概率。 由沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定工頻電弧的概率雖與電源容量及去游離條件等因素有關(guān)，但主要的影響因素是作用于電弧路徑的平均電位梯度。,1. 輸電線路防雷的原則和措施,-8-,輸電線路防雷的四道防線 防止

5、雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧 建弧率,E：絕緣子串的平均工作電壓梯度(r.m.s)，kV/m。,對中性點有效接地的電網(wǎng),對中性點非有效接地的電網(wǎng),式中Ue：額定電壓；lj：絕緣子串長度；lm：線路的線間距離（對鐵橫擔(dān)和鋼筋混凝土橫擔(dān)線路，lm = 0）,1. 輸電線路防雷的原則和措施,-9-,輸電線路防雷的四道防線 防止雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧 減小建弧率的措施： 適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，減小絕緣子串上的工頻電場強(qiáng)度； 電網(wǎng)中采用不接地或者經(jīng)消弧線圈接地方式，防止建立穩(wěn)定的工頻電弧 防止線路中斷供電 可采用自動重合閘，或雙回路、環(huán)網(wǎng)供電等措施，即使線路跳閘，也能不中斷供電。,輸電線路防雷的

6、四道防線在應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)具體情況實施，例如線路的電壓等級、重要程度、當(dāng)?shù)乩纂娀顒訌?qiáng)弱、已有線路的運(yùn)行經(jīng)驗等，再由技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，作出因地制宜的保護(hù)措施。,1. 輸電線路防雷的原則和措施,-10-,衡量輸電線路防雷性能的指標(biāo)： 耐雷水平 雷擊跳閘率 雷擊跳閘率是指折算為統(tǒng)一的條件下，因雷擊而引起的線路跳閘的次數(shù)。此統(tǒng)一條件規(guī)定為每年 40 個雷電日和 l00km 的線路長度，因此雷擊跳閘率的單位是：次/ (l00km40雷電日)。,1. 輸電線路防雷的原則和措施,-11-,1. 輸電線路防雷的原則和措施,小結(jié) 架設(shè)避雷線 降低桿塔接地電阻 架設(shè)耦合地線 采用消弧線圈接地方式 加強(qiáng)絕緣 采用不

7、平衡絕緣方式 裝設(shè)自動重合閘 安裝線路避雷器,-12-,Ch.3 輸電線路的防雷保護(hù),1. 輸電線路防雷的原則和措施 2. 線路感應(yīng)雷過電壓 3. 輸電線路的直擊雷過電壓 4. 輸電線路雷擊跳閘率的計算,-13-,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,感應(yīng)雷過電壓 靜電感應(yīng)(主要部分) 束縛電荷的形成：當(dāng)雷云接近輸電線路上空時，根據(jù)靜電感應(yīng)的原理，將在線路上感應(yīng)出一個與雷云電荷相等但極性相反的電荷，這就是束縛電荷，而與雷云同號的電荷則通過線路的接地中性點逸入大地，對中性點絕緣的線路，此同號電荷將由線路泄漏而逸入大地 束縛電荷的釋放：如雷云對地（輸電線路附近地面）放電，或雷擊塔頂?shù)窗l(fā)生反擊（它們之間的差別僅

8、在于后者以桿塔代替部分雷電通道），由于放電速度很快，雷云中的電荷便很快消失，輸電線路上的束縛電荷就變成了自由電荷，沿線路向左右傳播。 磁感應(yīng) 雷電流產(chǎn)生的磁場可在導(dǎo)線中產(chǎn)生電磁感應(yīng)過電壓，不過電磁感應(yīng)過電壓部分比較小。,-14-,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,感應(yīng)雷過電壓,束縛電荷的形成和分布,被釋放電荷的移動,-15-,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,感應(yīng)雷過電壓,a）先導(dǎo)階段； b）主放電階段 感應(yīng)雷過電壓的形成,感應(yīng)雷過電壓的計算,-16-,無避雷線時的感應(yīng)雷過電壓 根據(jù)理論分析和實測結(jié)果，有關(guān)規(guī)程建議，當(dāng)雷擊點距輸電線路的距離s大于65m時，導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓最大值可按下式計算： 靜電感應(yīng),式中

9、I ：雷電流幅值，kA； hd：導(dǎo)線懸掛平均高度，m； s：雷擊點至線路的距離，m。,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,推導(dǎo),先導(dǎo)通道中電荷密度大,主放電速度高,雷電流 幅值I大,靜電感應(yīng)分量大,高度 hd大,線路對地電容小，釋放相同數(shù)量的束縛電荷造成的電壓高,距離 s小,束縛電荷多,-17-,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,無避雷線時的感應(yīng)雷過電壓 電磁感應(yīng) I大，s小均將使導(dǎo)線與大地構(gòu)成的回路中各部位的磁通密度加大； hd大，該回路面積愈大，這些都會使感應(yīng)過電壓的電磁分量增高。 感應(yīng)過電壓的極性與雷電流極性相反，峰值一般最大可達(dá)300-400 kV。 幅值比較小，故感應(yīng)過電壓一般只對35 kV線路有害，對1

10、10 kV及以上的線路，由于絕緣水平較高，一般不會引起閃絡(luò)事故。,-18-,【例】雷電流I=88 kA，線路懸掛平均高度hd=12 m，雷擊點至線路的距離s=65 m，則導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓約為：,更近的雷擊，則因線路的吸引，而擊于線路本身。當(dāng)雷直擊于桿塔或線路附近的避雷線（針）時，周圍迅速變化的電磁場將在導(dǎo)線上感應(yīng)出相反符號的過電壓。在無避雷線時，對一般高度的線路，這一感應(yīng)過電壓的最大值可由下式計算：,式中: 感應(yīng)過電壓系數(shù)，kV/m，其值等于以kA/s為單位的雷電流平均陡度值，即 = I / 2.6 。,【例】雷電流I=88 kA，線路懸掛平均高度hd=12 m。,2. 線路感應(yīng)雷過電壓

11、,-19-,有避雷線時的感應(yīng)雷過電壓 如果線路架設(shè)有接地的避雷線，則導(dǎo)線受它的屏蔽作用，感應(yīng)過電壓將會降低。 假定避雷線不接地，則導(dǎo)線和避雷線上將分別感應(yīng)出過電壓 事實上避雷線接地，相當(dāng)于避雷線上再疊加了一個電壓-Ub,該電壓使得避雷線電壓為0，并在導(dǎo)線上耦合出 故有接地避雷線的情況下，感應(yīng)過電壓變?yōu)椋?2. 線路感應(yīng)雷過電壓,-20-,有避雷線時的感應(yīng)雷過電壓 如果線路架設(shè)有接地的避雷線，則導(dǎo)線受它的屏蔽作用，感應(yīng)過電壓將會降低。,由于接地避雷線的屏蔽作用，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓變?yōu)樵瓉淼?1-k)倍，因此，耦合系數(shù)對有避雷線時的感應(yīng)過電壓有較大的影響。,2. 線路感應(yīng)雷過電壓,-21-,Ch.

12、3 輸電線路的防雷保護(hù),1. 輸電線路防雷的原則和措施 2. 線路感應(yīng)雷過電壓 3. 輸電線路的直擊雷過電壓 4. 輸電線路雷擊跳閘率的計算,-22-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,耐雷水平,各級電壓線路應(yīng)有的耐雷水平,有什么規(guī)律？為什么？,？,-23-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊導(dǎo)線 雷擊塔頂 雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平,-24-,欲使雷擊時，線路絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)，必須：,故線路的耐雷水平為：,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平,各電壓等級線路絕緣雷電沖擊50%放電電壓（kV）,-25-,【例】110 kV線路，水

13、泥桿，鐵橫擔(dān)，每串絕緣子為7個X-4.5，其正沖擊50%放電電壓為U50%=100+84.5m，其中m為每串絕緣子個數(shù)。求線路的直擊雷耐雷水平。,直擊雷的耐雷水平很低，故采用避雷線來大大減少雷直擊于導(dǎo)線的情況是很重要的措施。,耐雷水平,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平,-26-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,閃絡(luò)判據(jù),1絕緣子串兩端電壓曲線 2絕緣子串伏秒特性曲線 Uf閃絡(luò)時絕緣子的電壓 U50%絕緣子串的50%放電電壓,-27-,式中Rch：桿塔的沖擊電阻，； Lgt：極塔的等值電感，H。,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,無避雷線時直擊雷過電壓

14、雷擊塔頂?shù)倪^電壓及耐雷水平 當(dāng)雷擊線路桿塔頂端時，雷電流I將流經(jīng)桿塔及其接地電阻Rch流入大地。設(shè)桿塔的電感為Lgt ，雷電流為斜角平頂波，且工程計算取波頭為2.6s，則 = I / 2.6。根據(jù)右圖的等值電路可求出塔頂電位為：,-28-,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂?shù)倪^電壓及耐雷水平 當(dāng)雷擊塔頂(如絕緣子未閃絡(luò)，則情況與前述感應(yīng)雷過電壓一樣)時，導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓為： 感應(yīng)過電壓的極性與塔頂電位的極性相反(假定為負(fù)極性雷，則塔頂電位為負(fù)，感應(yīng)過電壓為正)，因此，作用于絕緣子串上的電壓為：,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-29-,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂?shù)倪^電壓及耐雷水平,線路的耐

15、雷水平：,因在負(fù)極性雷電的情況下，塔頂電位為負(fù)，絕緣子串掛導(dǎo)線端電位為正，故上述公式中的50%沖擊電壓應(yīng)為絕緣子串正極性放電電壓，它要比U50% 絕緣子串負(fù)極性放電電壓低一些。,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-30-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,桿塔模型 集中電感（桿塔高度小于30米） 單波阻抗（桿塔高度大于30米，小于60米） 多波阻抗（桿塔高度大于60米）,-31-,中性點直接接地系統(tǒng),中性點非直接接地系統(tǒng),3. 輸電線路的直擊雷過電壓,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂?shù)倪^電壓及耐雷水平 雷擊塔頂造成絕緣子閃絡(luò),工頻電流很小,-32-,無避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂?shù)倪^電壓及耐雷水平

16、雷擊塔頂造成絕緣子閃絡(luò)的兩種情況,第一相對第二相反擊的情況,雷擊塔頂，第一相絕緣閃絡(luò)后，可以認(rèn)為該相導(dǎo)線具有塔頂?shù)碾娢?。由于第一相?dǎo)線與第二相導(dǎo)線的耦合作用，使兩相導(dǎo)線電壓差為：,式中Kc 為兩相導(dǎo)線間的耦合系數(shù)。當(dāng)大于或等于絕緣子串U50% 沖擊放電電壓時，第二相導(dǎo)線也發(fā)生反擊，形成兩相短路，有可能引起跳閘，由此得出線路耐雷水平為：,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-33-,220kV酒杯型鐵塔,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-34-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-35-,500kV酒杯型鐵塔,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-36-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)500kV線路不同接

17、地電阻和工作電壓下的反擊跳閘率,-37-,750kV酒杯型鐵塔,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-38-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)750kV線路不同接地電阻和工作電壓下的反擊跳閘率,-39-,1000kV酒杯型鐵塔,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-40-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)1000kV線路不同接地電阻和工作電壓下的反擊跳閘率,-41-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-42-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-43-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,有避雷線時直擊雷過電壓 繞擊 雷擊塔頂 雷擊檔距中央 雷繞過避雷線擊于導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平 繞擊率 雷繞過避雷線擊于導(dǎo)

18、線的次數(shù)與雷擊線路總次數(shù)之比稱為繞擊率pa 假設(shè)一條輸電線路長度為 l00 km，穿過 40 個雷電日地區(qū)，它所受到的雷擊次數(shù)為N，那么雷繞擊于線路的次數(shù)N1為：,-44-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷繞過避雷線擊于導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平 影響繞擊率的因素 避雷器外側(cè)導(dǎo)線的保護(hù)角 桿塔高度h 地形條件 耐雷水平,對平原線路,對山區(qū)線路,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,故線路的耐雷水平為：,繞擊時的過電壓為：,-45-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)500kV線路不同保護(hù)角和工作電壓下的繞擊跳閘率,-46-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)750kV線路不同保護(hù)角和工作電壓下的繞擊跳閘

19、率,-47-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,平原地區(qū)1000kV線路不同保護(hù)角和工作電壓下的繞擊跳閘率,-48-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM-電氣幾何模型 擊距的概念 由雷云向地面發(fā)展的先導(dǎo)放電通道頭部到達(dá)被擊物體的臨界擊穿距離。先達(dá)到哪個物體的擊距以內(nèi)，即向該物體放電 擊距的大小與先導(dǎo)頭部的電位有關(guān)，因而與先導(dǎo)通道的電荷密度有關(guān)。后者又決定了隨后出現(xiàn)的雷電流幅值，所以認(rèn)為擊距是雷電流的函數(shù)。,k , p是兩個常數(shù)，不同的研究者給出的數(shù)值差別較大。通常使用 k = 6.72 , p = 0.8,-49-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM-電氣幾何模型 入射角 假定

20、先導(dǎo)接近地面時的入射角服從某一給定的概率分布函數(shù)，垂直落雷密度最大，水平落雷密度下降到零。具體分布函數(shù)根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗確定。 地面傾角 分析時取檔距內(nèi)導(dǎo)線、地線的對地平均高度 風(fēng)速,-50-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM,hs,ha,s,a,rg1,rs1,ra1,rg2,rg3,rs2,rs3,ra2,ra3,-51-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM,雷電繞擊導(dǎo)線的概率隨雷電流幅值增大而降低,-52-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM,雷電繞擊導(dǎo)線的概率隨避雷線保護(hù)角減小而降低,-53-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型EGM,雷電繞擊線路電氣幾何

21、模型,繞擊線路等值電路,-54-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法） 小雷電流雷擊放電物理過程與放電路徑的觀測研究表明模擬試驗中的長空氣間隙放電與小雷電流雷擊放電的最后階段具有相似性 兩者擊穿均由先導(dǎo)流注系完成,擊中點的確定與迎面放電(迎面先導(dǎo)流注系或迎面流注)的發(fā)展密切相關(guān),長空氣間隙放電中迎面放電的相對尺寸與小雷電流雷擊最后階段的迎面放電相對尺寸接近,兩者在地面附近的放電物理過程與放電形態(tài)相似。 繞擊可以通過下行先導(dǎo)和上行先導(dǎo)之間的相對位置以及競爭關(guān)系來確定雷擊點的位置,-55-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法） 下行先導(dǎo):三個階段-觸發(fā)先導(dǎo)、自由

22、先導(dǎo)和約束先導(dǎo) 觸發(fā)先導(dǎo)階段 先導(dǎo)距離雷云較近而離地很遠(yuǎn),先導(dǎo)的發(fā)展主要受雷云電場和先導(dǎo)頭部空間電場的影響； 自由先導(dǎo)階段 隨著先導(dǎo)的向下發(fā)展,離雷云和地面均較遠(yuǎn),其發(fā)展由頭部空間電荷決定,具有相當(dāng)?shù)娜我庑? 約束先導(dǎo) 當(dāng)先導(dǎo)向地面逼近,地面目的物的迎面放電與下行雷先導(dǎo)間形成貫穿型流注后,下行先導(dǎo)的發(fā)展才開始受到約束。,-56-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法） 下行先導(dǎo):三個階段-觸發(fā)先導(dǎo)、自由先導(dǎo)和約束先導(dǎo) 從目的物發(fā)生迎面放電起,自由先導(dǎo)便或多或少受到地面物體和迎面先導(dǎo)的影響,這時自由先導(dǎo)沿最大場強(qiáng)方向發(fā)展,逐漸受到約束而開始具有方向性。 開始產(chǎn)生上行迎面放電時下行

23、先導(dǎo)的位置為下行先導(dǎo)的第一定位點,當(dāng)上下行先導(dǎo)前方流注貫穿剩余間隙而達(dá)到最后躍變階段時,稱下行先導(dǎo)達(dá)到躍變點。 下行先導(dǎo)到達(dá)第一定位點時,選擇擊中點的過程才開始。 雷擊擊中點的確定取決于下行先導(dǎo)和上行先導(dǎo)的相對傳播和最后躍變過程,最先與下行先導(dǎo)達(dá)到最后躍變條件的上行先導(dǎo)將成為擊中點。成為擊中點的物體也可能不產(chǎn)生上行先導(dǎo),只要下行先導(dǎo)與該物體間的平均場強(qiáng)超過臨界擊穿值, 就會雷擊該物體。,-57-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法）,-58-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法）,-59-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法） 迎面先導(dǎo)起始

24、判據(jù) F. A. M. Rizk通過實驗于1989年提出一個關(guān)于棒板間隙和線板間隙的先導(dǎo)起始判據(jù)，對于導(dǎo)線其先導(dǎo)起始電位可由下式?jīng)Q定：,其中Uic為下行先導(dǎo)作用下導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓( kV)，h為導(dǎo)線高度(m)，r為導(dǎo)線半徑(m)。由于實驗中采用臨界波頭時間的操作波，實驗所用線形物曲率半徑均小于臨界電暈半徑，因此Rizk判據(jù)成立的隱含條件為線形物曲率半徑要小于臨界電暈半徑。,-60-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法） 迎面先導(dǎo)起始判據(jù) 現(xiàn)有的得到廣泛應(yīng)用的導(dǎo)線電暈起始條件主要有Peek判據(jù)：,其中：m為導(dǎo)線表面粗糙系數(shù)取1.0；r為子導(dǎo)線半徑(m)；為相對空氣密度取1.0。

25、,-61-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法）,-62-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,繞擊模型CSM（先導(dǎo)法）,-63-,桿塔的分流系數(shù),3. 輸電線路的直擊雷過電壓,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 雷擊塔頂時，雷電流大部分經(jīng)過被擊桿塔入地(桿塔阻抗較小)，小部分電流則經(jīng)過避雷線由相鄰桿塔入地。,-64-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 桿塔的分流系數(shù) 塔頂電位,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-65-,g與雷電流陡度無關(guān)，而隨時間變化。為了便于計算，工程上t值取 0 2.6 s的平均值，因此有：,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,有

26、避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 桿塔的分流系數(shù)計算,-66-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 桿塔的分流系數(shù)計算 絕緣子串上的電壓,分流系數(shù)g,如不計耦合系數(shù),計及耦合系數(shù),3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-67-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 雷擊塔頂時的耐雷水平 影響因素 桿塔沖擊接地電阻 桿塔分流系數(shù) 導(dǎo)線與避雷線耦合系數(shù)Kc 桿塔等值電感 絕緣子串沖擊放電電壓U50%,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-68-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平 提高耐雷水平的方法： 降低接地電

27、阻Rch： 對于一般高度的桿塔，沖擊接地電阻Rch上的電壓降是塔頂電位的主要成分。 提高耦合系數(shù)Kc：常規(guī)的做法是，將單根避雷線改為雙避雷線，甚至在導(dǎo)線下方增設(shè)耦合地線，其作用是增強(qiáng)導(dǎo)線、地線間的耦合作用。,-69-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊避雷線檔距中央時的過電壓 由于雷擊點距桿塔有一段距離，由兩側(cè)接地桿塔處發(fā)生的負(fù)反射需要一段時間才能回到雷擊點而使該點電位降低。在此期間，雷擊點地線上會出現(xiàn)較高的電位。,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-70-,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊避雷線檔距中央時的過電壓 可用近似的集中參數(shù)的等值電路來分析。設(shè)檔距避雷線電感為2Ls ，雷電流取斜角波，即 I =t

28、，則雷擊點電位： 雷擊點與導(dǎo)線空氣間隙絕緣上所承受的電壓Us為 耐雷水平,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,-71-,式中 s：導(dǎo)線與避雷線之間的距離，m； l： 檔距，m。,只要滿足上式要求，雷擊檔距中央避雷線時，導(dǎo)線與避雷線間一般不會發(fā)生閃絡(luò)。所以，在計算雷擊跳閘率時，不計及這種情況。,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,有避雷線時直擊雷過電壓 雷擊避雷線檔距中央時的過電壓 事實上，我國規(guī)程規(guī)定，在檔距中央，導(dǎo)線和避雷線之間的空氣距離s按下式求得,-72-,3. 輸電線路的直擊雷過電壓,小結(jié) 感應(yīng)雷過電壓： 無避雷線 有避雷線時 直擊雷過電壓： 無避雷線 雷擊導(dǎo)線 雷擊塔頂 有避雷線時 繞擊 雷擊塔頂 雷擊避雷線檔距中央,-73-,Ch.3 輸電線路的防雷保護(hù),1. 輸電線路防雷的原則和措施 2. 線路感應(yīng)雷過電壓 3. 輸電線路的直擊雷過電壓 4. 輸電線路雷擊跳閘率的計算,-74-,4. 輸電線路雷擊跳閘率的計算,線路可能受雷擊的次數(shù) 線路受雷害面積 根據(jù)模擬試驗和運(yùn)行經(jīng)驗，一般將避雷線或?qū)Ь€對地面的遮蔽寬度取4hd+b，這樣 l00 km 長的輸電線路對地面的遮蔽面積，或受雷害面積為： 落雷次數(shù) 地面落雷密度為 0