架空输电线路的雷电过电压

1.架空输电线路雷电过电压概述
雷击是造成线路跳闸的主要原因
雷击线路形成电压波,沿线路传播入侵入变压所—危害变电所设备形成的。
据过电压形成的物理过程,需电过电压分:
① 直击雷过电压——直击杆塔,避雷线或导线,引起线路过电压—危害大。
② 磁感雷过电压—雷击线路附近大地,由于电磁感在导线上引起过电压对35kv以下线路有威胁。
直击雷过电压两类
反击:雷击线路杆塔或避雷线时,雷电流通过雷击点阻抗,使该点电位大大升高,当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击电压时,会对导线发生闪络,使导线出现过电压。
这时杆塔或避雷线的电位反而会高于导线,故称为反击。
绕击:雷电流直接击中导线(无避雷线)或绕过避雷线(屏蔽失效)击中导线,直接在导线上引起过电压--称为绕击。
雷击过电压后果
① 短路接地——导线对地闪络以后,工频电压沿通道放电,发送为工频电弧接地,断路由跳闸。影响正常送电。
② 形成沿输电线路侵入变电路的雷电波,变电站内产生复杂的折反射过程——电力设备承受高压电压——破坏设备绝缘停电事故。
输电线路防雷性能衡量指数
耐雷水平——线路遭受雷击能耐受的不致引起闪络的最大雷电流幅值。
雷击跳闸率——折算去年雷电系数为40的标准条件每百公里线路每年因雷击引起的线路跳闸次数(次/百公里 率)——合性指标。
 2. 感应过电压
雷云对地放电过程中,放电通道周围空间电磁场发生急剧变化,雷电输出电线对附近地面时会在导线上感应出的高电压。
感应过电压的解释比较一般
简便计算方法: u=25ih/s kv i 雷击电流高值
s地面雷击点距线路的水平距离,h导线高度 f弧垂(弛垂)
h导线悬挂点高度
例 i=100a h=10m s=65m u=384.6kv
实测表明 u=300kv-400kv
 3. 雷击导线过电压
110kv及以上线路架有避雷线,但也有绕击——屏蔽无效,概率低,而跳闸率高。
无避雷线的线径,雷间放电过分最近线路——雷电直击导线过电压
z线路波阻抗
雷电击中导线,雷电波沿线路向西侧传播,va超过绝缘子串的50%冲击放电电压,引起绝缘闪络,线路耐雷水平。
无避雷针线不行,110kv及以上线路,要全线架设避雷线,防止线路频繁跳闸。
 4. 雷击塔过电压
雷击塔顶时,杆塔电感与接地电阻的存在使塔顶电位瞬时升高,电位对值大大超过导线电位,引起绝紫串闪络——反点,跳闸
同时向线路西侧传播的过电压波,侵入发电压变电站。
作用在绝缘子串上的电压
 5. 雷击跳闸率
雷电过电压持续时间短,高压开关来不及跳闸,只有冲击闪络的通道反站成稳定工频点弧,才会导致线路跳闸。
电压等级/kv
500
330
20
110
66
35
雷击杆塔时耐雷水平/kv
125~175
100~150
75~110
40~75
30~60
20~30
平原跳闸率/
(次/百公里年)
0.081
0.12
0.25
0.83
山区跳闸率/
(次/百公里年)
0.17~0.42
0.27~0.60
0.43~0.95
1.18~2.01