高电压技术High Voltage Technology山东理工大学
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第八章电力系统的防雷保护8. 1 车输电线路防雷保护8.2发电厂和变电所的防雷保护8.3旋转电机的防雷保护
第八章 电力系统的防雷保护 8.1 输电线路防雷保护 8.2 发电厂和变电所的防雷保护 8.3 旋转电机的防雷保护
输电线路防雷的意义输电线路遭受雷击的机会较多输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方。漫长的输电线路穿越平原、山区，跨越江河湖泊遇到的地理条件和气候条件各不相同，所以遭受雷击的机会较多。输电线路遭受雷击的危害输电线路遭受雷击造成跳闸，影响电力系统的正常供电，增加线路及开关设备的维修工作量，我国由于雷击造成的跳闸大约占40%~70%。由于输电线路上落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。而在电力系统中，线路的绝缘最强，变电所次之，发电机最弱，往往会引起设备绝缘损坏，影响安全供电
输电线路防雷的意义 ⚫ 输电线路遭受雷击的机会较多 输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四 面八方。漫长的输电线路穿越平原、山区，跨越江河湖泊， 遇到的地理条件和气候条件各不相同，所以遭受雷击的机 会较多。 ⚫ 输电线路遭受雷击的危害 输电线路遭受雷击造成跳闸，影响电力系统的正常供 电，增加线路及开关设备的维修工作量，我国由于雷击造 成的跳闸大约占40%~70%。 由于输电线路上落雷，雷电波还会沿线路侵入变电所。 而在电力系统中，线路的绝缘最强，变电所次之，发电机 最弱，往往会引起设备绝缘损坏，影响安全供电
8.1输电线路防雷保护原则和措施直击雷过电压↑雷击档距中央的避雷线雷击雷击雷击线路导线塔顶附近地面感应雷过电压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，保证系统安全可靠运行
8.1输电线路防雷保护 一、 原则和措施 雷击线路 附近地面 雷击 塔顶 雷击档距中央 的避雷线 雷击 导线 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，保证系统安全可靠运行。 感应雷过电压 直击雷过电压
（“四道防线输电线路防雷的措施(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(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（提高线路耐雷水平的措施)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，这样，原来认为接地的杆塔，现在却具有高电位，因而有可能对导线放电，使过电压加到导线上，这种现象称为反击或逆闪络
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（提高线路耐雷水 平的措施） 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，这样，原来认为接地的杆塔，现在却具有高电位，因 而有可能对导线放电，使过电压加到导线上，这种现象称 为反击或逆闪络
(3）防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧系统恢复正常熄弧不能形成稳定的工频电弧雷电闪络转化为稳定的工频电弧跳闸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，防止建立稳定的工频电弧（降低建弧率的措施）(4)防止线路中断供电采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施输电线路防雷的四道防线在应用时应根据具体情况实施。例如线路的电压等级、重要程度、当地雷电活动强弱、已有线路的运行经验等，再由技术与经济比较的结果，作出因地制宜的保护措施
⚫ (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,防止建立稳 定的工频电弧（降低建弧率的措施） ⚫ (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 雷电闪络 不能形成稳定的工频电弧 转化为稳定的工频电弧 熄弧 跳闸 系统恢复正常 输电线路防雷的四道防线在应用时应根据具体情况实施，例 如线路的电压等级、重要程度、当地雷电活动强弱、已有线 路的运行经验等，再由技术与经济比较的结果，作出因地制 宜的保护措施
建弧率输电线路在遭受雷击引起冲击闪络后，闪络转化为稳定工频电弧的概率。在冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率虽与电源容量及去游离条件等因素有关，但主要的影响因素是作用于电弧路径的平均电位梯度建弧率(4.5E 0.7514)%n=(对于中性点有效接地的电网对于中性点非有效接地的电网UeUeE=E=3(l; +0.5lm)2lj + lm式中U.为额定电压（kV），l为绝缘子串长度（m），lm为杆(m)塔横担的相间距离（铁横担和钢筋混凝土横担，m=0）
建弧率 ⚫ 输电线路在遭受雷击引起冲击闪络后，闪络转化为稳定工 频电弧的概率。 ⚫ 在冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率虽与电源容量及去 游离条件等因素有关，但主要的影响因素是作用于电弧路 径的平均电位梯度 ⚫ 建弧率 ( ) 0.75 = − 4.5 14 % E 3 0.5 ( ) e j m U E l l = + 2 e j m U E l l = + 对于中性点有效接地的电网 对于中性点非有效接地的电网 式中Ue为额定电压（kV），l j为绝缘子串长度（m），lm为杆 塔横担的相间距离（m）（铁横担和钢筋混凝土横担，lm=0）
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最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/100km?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100km的线路长度
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最大雷电流幅值， 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
防雷的措施小结：架设避雷线降低杆塔接地电阻架设耦合地线采用消弧线圈接地方式加强绝缘采用不平衡绝缘方式装设自动重合闸安装线路避雷器
防雷的措施小结： ⚫ 架设避雷线 ⚫ 降低杆塔接地电阻 ⚫ 架设耦合地线 ⚫ 采用消弧线圈接地方式 ⚫ 加强绝缘 ⚫ 采用不平衡绝缘方式 ⚫ 装设自动重合闸 ⚫ 安装线路避雷器