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架空輸電線路的防雷保護

發(fā)布時間 :2017-05-16 11:04:00

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1 輸電線路防雷的原則和措施


1.1 輸電線路防雷的任務(wù)


采用技術(shù)上與經(jīng)濟上的合理措施,使系統(tǒng)雷害降低到運行部門能夠接受的程度,保證系統(tǒng)安全可靠運行。


1.2 輸電線路防雷的措施(“四道防線”)


(1) 防止雷直擊導(dǎo)線

沿線架設(shè)避雷線,有時還要裝避雷針與其配合


(2) 防止雷擊塔頂或避雷線后引起絕緣閃絡(luò)

降低桿塔的接地電阻,增大耦合系數(shù),適當(dāng)加強線路絕緣,在個別桿塔上采用避雷器等


(3) 防止雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的工頻電弧

適當(dāng)增加絕緣子片數(shù),減少絕緣子串上工頻電場強度,電網(wǎng)中采用不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式


(4) 防止線路中斷供電

采用自動重合閘,或雙回路、環(huán)網(wǎng)供電等措施


1.3 衡量輸電線路防雷性能的兩個指標


耐雷水平(單位:kA)

雷擊線路不致引起絕緣閃絡(luò)的最大雷電流幅值,稱為線路的耐雷水平。線路的耐雷水平愈高,線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機會就愈小。


雷擊跳閘率(單位:次/ l00km·40雷電日)

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。



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2 線路感應(yīng)雷過電壓


2.1 無避雷線時的感應(yīng)雷過電壓

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α —— 感應(yīng)過電壓系數(shù),kV/m,其值等于以kA/μs為單位的雷電流平均陡度值,即 α = I / 2.6。

hd ——導(dǎo)線平均高度,m。


實測表明,感應(yīng)過電壓峰值最大可達300--400kV。這對35kV及以下的水泥桿線路可能引起閃絡(luò)事故;110kV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,且感應(yīng)過電壓同時存在于三相導(dǎo)線上,故相間不存在電位差,只能引起對地閃絡(luò)。


2.2 有避雷線時的感應(yīng)雷過電壓

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Kc 為避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)。如前所述,其值只決定于導(dǎo)線間的相互位置與幾何尺寸。線間距離越近,則耦合系數(shù) Kc 愈大,導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓愈低。


3 輸電線路的直擊雷過電壓


3.1 無避雷線時的直擊雷過電壓


a 雷擊導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平


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b 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平


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3.2 有避雷線時的直擊雷過電壓


a 雷繞過避雷線擊于導(dǎo)線的過電壓及耐雷水平


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b 雷擊塔頂時的過電壓及耐雷水平




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c 雷擊避雷線檔距中央的過電壓及空氣間隙

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電力系統(tǒng)多年的運行經(jīng)驗表明,間距只要滿足上式要求,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。


4 輸電線路雷擊跳閘率的計算


根據(jù)模擬試驗和運行經(jīng)驗,一般高度線路的避雷線和導(dǎo)線對地面的遮蔽寬度取4hd + b,hd是上導(dǎo)線的平均高度,b為避雷線之間的寬度,這樣,l00km輸電線路對地面的遮蔽面積,或受雷害面積(km2)為:

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地面落雷密度γ為 0.07,如果取每年40個雷暴日作為標準值,每年l00km輸電線路受到的雷擊次數(shù)(次/ (100km·40雷電日))為:

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反擊跳閘率n1(次/ 100km·40雷電日 )

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繞擊跳閘率n2(次/ 100km·40雷電日 )

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