文档介绍：电力系统过电压任课教师:赵彤山东大学电气工程学院第五章输电线路的防雷保护输电线路的防雷保护大量统计数据表明,无论是高压或超高压的输电线路,雷害故障占线路故障的 40%~70% ,尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区,雷击输电线路而引起的事故率更高,因此必须十分重视输电线路的雷电过电压及其保护问题。雷击线路可能引起两种破坏: 雷电过电压造成线路发生短路接地故障, 实际上雷击是引起线路跳闸停电事故的主要原因; 雷击线路形成的雷电过电压波, 沿线路传播侵入变电所, 危害变电站电气设备的安全运行。输电线路的防雷保护输电线路防雷性能的重要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平是指雷击输电线路时,线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值,单位为 kA 。耐雷水平是表征输电线路耐受雷电流强弱能力的参数。雷击跳闸率是标准雷暴日数为 40时,每 100km 长的线路每年因雷击引起的跳闸次数,单位为次/(百公里·年)。雷击跳闸率是表征输电线路遭受雷击造成损失的一个参数。输电线路防雷保护的目的,就是依据有关规程规定使耐雷水平值达到要求,尽量降低输电线路的雷击跳闸率。雷击输电线路时,可能击中塔杆顶部、避雷线或导线,产生直击雷过电压,危及电气设备的安全。当雷击输电线路附近地面时,由于雷电流产生的强烈电磁脉冲,也会在输电线路上产生有危害的感应雷过电压。电力系统输电线路的防雷保护,通常是在输电线路雷电过电压分析计算的基础上,并根据输电线路的实际运行经验、雷电活动等气象条件、土壤电阻率的高低和地形地貌等环境条件,通过技术经济比较来确定输电线路的雷电防护措施。雷击输电线路雷击输电线路附近地面输电线路的防雷保护?输电线路的感应雷过电压?输电线路的直击雷过电压?输电线路的耐雷水平与雷击跳闸率?输电线路的防雷措施输电线路的防雷保护感应雷过电压的形成设雷云带负电荷,在主放电开始之前,雷云中的负电荷沿先导通路向地面运动,线路处于雷云和先导通道形成的电场中。由于静电效应,在最靠近负先导通道的一段导线上聚集了异号的正电荷,称为束缚电荷。导线上的负电荷被排斥到导线两端远处。由于先导发展的速度很慢,导致线路上束缚电荷的聚集过程也比较缓慢,因而导线上由此而形成的电流很小,可以忽略不计,而导线将通过系统的中性点或泄漏电阻保持其零电位。如果先导通道电场使导线各点获得的电位为-U 0(x),则导线上的束缚电荷电场必定使导线获得电位为+U 0(x),即二者在数值上相等,符号相反,也即各点上均有±U 0(x)叠加,使导线在先导阶段时处处电位为零。感应雷过电压的形成雷击地面主放电开始后,先导通道中的负电荷被迅速中和,导线上的束缚电荷转变成自由电荷沿导线向两侧运动,电荷运动形成的电流 i 与导线的波阻抗 Z的乘积是感应过电压流动波 u= iZ=δυ Z,其中δ为先导通道中的线电荷密度, υ为电荷运动的速度。这种由于先导通道中的电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压,称为感应过电压的静电分量。如果先导通道中的电荷是全部瞬时被中和的,则导线上的束缚电荷将全部瞬时变为自由电荷,此时导线出现的电位仅由这些刚解放的束缚电荷决定,显然等于+U 0(x),这是静电感应过电压的极限。实际上,主放电的速度有限,所以导线上束缚电荷的释放是逐步的,因而静电感应过电压将比+U 0(x)小。感应雷过电压的形成主放电通道中的雷电流在通道周围空间产生了强大的磁场,该磁场交链导线与大地的回路,也将使导线上感应出电压。这种由于主放电通道中雷电流所产生的磁场变化而引起的感应电压,称为感应过电压的电磁分量。由于主放电通道与导线几乎互相垂直,所以互感不大,即电磁感应较弱,因此电磁分量不大,约为静电分量的 1/5 。两种分量出现的最大值时刻也不同,所以在对总的感应过电压幅值的构成上,静电分量起主要作用。感应雷过电压的极性与雷电流极性相反,并且感应雷过电压的静电分量和电磁分量都是由同一主放电过程产生的电磁场突变引起的,感应雷过电压中静电分量起主导作用。雷击线路附近地面时导线上的感应过电压?雷电流幅值越大,则雷电先导通道中电荷密度δ越大,先导阶段产生的电场强度越大,导线上产生的束缚电荷亦越多,感应电压越高;另外,雷电流幅值越大,主放电速度越快,则束缚电荷变成自由电荷也越快,形成的流动电流波也越大,所以感应过电压的大小与雷电流幅值 I 成正比; ?导线悬挂高度越高,其对地电容越小,当导线上的束缚电荷一定时,感应电压则越高,所以感应过电压的大小与导线悬挂的平均高度 h成正比; ?雷击点距离导线越远,导线感应的电场强度越弱,导线上感应的束缚电荷越小,故感应电压越低,所以感应雷过电压的大小与雷击点距导线的距离成反比。雷击线路附近地面时导线上的感应过电压根据理论分析和实验结果,当雷击点离导线的距离 S >65m ,I≤ 100kA 时,导线上