1 输电线路防雷的原则和措施
1.1 输电线路防雷的任务
采用技术上与经济上的合理措施,使系统雷害降低到运行部门能够接受的程度,保证系统**可靠运行。
1.2 输电线路防雷的措施(“四道防线”)
(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
(2) 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络
降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘,在个别杆塔上采用避雷器等
(3) 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧
适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串上工频电场强度,电网中采用不接地或经消弧线圈接地方式
(4) 防止线路中断供电
采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施
1.3 衡量输电线路防雷性能的两个指标
耐雷水平(单位:kA)
雷击线路不致引起绝缘闪络的*大雷电流幅值,称为线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高,线路绝缘发生闪络的机会就愈小。
雷击跳闸率(单位:次/ l00km·40雷电日)
雷击跳闸率是指折算为统一的条件下,因雷击而引起的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年 40 个雷电日和 l00km 的线路长度。
2 线路感应雷过电压
2.1 无避雷线时的感应雷过电压
α —— 感应过电压系数,kV/m,其值等于以kA/μs为单位的雷电流平均陡度值,即 α = I / 2.6。
hd ——导线平均高度,m。
实测表明,感应过电压峰值*大可达300--400kV。这对35kV及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故;110kV及以上的线路,由于绝缘水平较高,一般不会引起闪络事故,且感应过电压同时存在于三相导线上,故相间不存在电位差,只能引起对地闪络。
2.2 有避雷线时的感应雷过电压
Kc 为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述,其值只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近,则耦合系数 Kc 愈大,导线上感应过电压愈低。
3 输电线路的直击雷过电压
3.1 无避雷线时的直击雷过电压
a 雷击导线的过电压及耐雷水平
b 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
3.2 有避雷线时的直击雷过电压
a 雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平
b 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
c 雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙
电力系统多年的运行经验表明,间距只要满足上式要求,雷击档距中央避雷线时,导线与避雷线间一般不会发生闪络。所以,在计算雷击跳闸率时,不计及这种情况。
4 输电线路雷击跳闸率的计算
根据模拟试验和运行经验,一般高度线路的避雷线和导线对地面的遮蔽宽度取4hd + b,hd是上导线的平均高度,b为避雷线之间的宽度,这样,l00km输电线路对地面的遮蔽面积,或受雷害面积(km2)为:
地面落雷密度γ为 0.07,如果取每年40个雷暴日作为标准值,每年l00km输电线路受到的雷击次数(次/ (100km·40雷电日))为:
反击跳闸率n1(次/ 100km·40雷电日 )
绕击跳闸率n2(次/ 100km·40雷电日 )