防雷工程设计培训 第八章 电力系统雷电防护

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1、第八章电力系统雷电防护1 输电线路的防雷保护措施 输电线路防雷一般采取下列措施 :(1) .防止雷直击导线 沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合。在某些情况下可改用电缆线路,使输电线路免受直接雷击 (2 ).防止雷击塔顶或避雷线后绝缘闪络 输电线路的闪络是指雷击塔顶或避雷线时,使塔顶电位升高。为此,降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘,在个别杆塔上采用线路型避雷器等,是提高线路耐雷水平,减少绝缘闪络的有效措施。(3 ).防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧 当绝缘子串发生闪络后,应尽量使它不转化为稳定的工频电弧,不建立这一电弧,则线路就不会跳闸。适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串

2、上工频电场强度,电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式,防止建立稳定的工频电弧。(4) .防止线路中断供电 可采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施,即使线路跳闸,也能不中断供电。 2 输电线路的感应雷电过电压（1）感应雷过电压的产生 在雷云接近输电线路上空时,线路正处于雷击与先导通道和地面构成的电场中。由于静电感应,在导线表面电场强度E的切向分量Ex的驱动下,与雷云异号的正电荷被吸引到靠近先导通道的一段导线上排列成束缚电荷,而导线中负电荷则被排斥到导线两侧远方或结中性点逸入大地,或经中性点绝缘的线路泄漏而逸入大地。 由于先导放电的发展速度远小于主放电的速度,上述电荷在导线中的移动较慢,由此引

3、起的电流较小,相应的电压波可忽略不计,可见先导放电阶段,导线仍保持着原有电位。 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,由雷击所造成的静电场突然消失,于是输电线路上的束缚电荷就变成了自由电荷,所形成的电压波迅速向线路两侧传播。这种因先导通道中电荷突然中和而引起的感应过电压称为感应雷击过电压的静电分量。 当发生主放电时,伴随着雷电流冲击波,在放电通道周围空间产生强大的脉冲磁场,它的磁通若有与导线相交链的情况,就会在导线中感应出一定的电压, 称为感应雷击过电压的电磁分量。由于主放电通道与导线基本上是互相垂直的,所以电磁分量较小,通常只要考虑其静电分量。感应雷过电压形成示意图a 先导放

4、电阶段 b 主放电阶段（2）无避雷线时的感应雷过电压 根据理论分析与实测结果,有关规程建议,当雷击点与电力线路之间的水平距d65 m时, 导线上的感应雷过电压的最大值为25ciIhUd 式中,I为雷电流幅值(kA);hc为导线对地的平均高度(m);d为雷击点与线路之间的水平距离(m) 。注意到雷击地面被击点的自接地电阻较大这一特点,所以最大雷电流幅值小于等于100kA可采用进行估算 . 在d50m以内的雷将被线路吸引而击中线路本身。当雷直击于导线以外的任何位置而不产生反击时,由于空中电磁场的变化,将会在导线上产生很高的感应雷过电压。 研究指出,它与导线的平均高度成正比,当无避雷线时,对一般高度