高电压课程设计 任务书 一、目的与要求 1,了解输电线路防雷设计的基本原则和方法，提高仿真计算能力，理解雷电过电压的危害评估方法和防 护措施的制定方法。 2.选择一条具体线路进行雷电活动情况和防雷现状分析，制定相应的防雷措施，仿真计算采取措施前后 线路耐雷水平的变化，对防雷效果进行评估。 二、主要内容 1.了解影响输电线路雷电过电压的因素和建立输电线路雷击仿真模型需要考虑的内容。 2.利用已知线路参数，建立反映影响输电线路雷电过电压的雷电流幅值、雷电流波形、接地电阻等主要 因素，用ATP进行仿真的输电线路模型，对线路雷电过电压进行计算。 3.整理仿真结果，分析影响雷电过电压的主要因素和影响大小，并针对仿真结果提出适当的防雷设计方 案。 4.对采用该防雷设计方案后的输电线路雷电过电压进行计算，验证防雷措施的有效性，评价方案的应用 价值。 三、进度计划 序号丁 设计（实验）内容 完成时间 备注 1 了解线路防雷设计方法 1天 2 建立线路模型 1天 3 分析计算线路雷电过电压，提出防雷设计方案 1天 对防雷设计方案进行验算、评估和修正 1天 总结，写设计报告 1天 四、设计成果要求 1.计算程序（电子版），包括原始数据输入文件(*ap,来atp、计算结果输出文件（来1is), *为学号。 2.设计报告，包括线路耐雷水平分析、防雷设计方案及其效果评估。 3.以下思考题任选其一回答 a.如何在模型中考虑冲击电晕的影响 b.如何在模型中考虑感应过电压的影响 工频电压对雷电过电压的影响与电压等级有何关系？如何计算？
1 高电压课程设计 任 务 书 一、 目的与要求 1. 了解输电线路防雷设计的基本原则和方法，提高仿真计算能力，理解雷电过电压的危害评估方法和防 护措施的制定方法。 2. 选择一条具体线路进行雷电活动情况和防雷现状分析，制定相应的防雷措施，仿真计算采取措施前后 线路耐雷水平的变化，对防雷效果进行评估。 二、 主要内容 1. 了解影响输电线路雷电过电压的因素和建立输电线路雷击仿真模型需要考虑的内容。 2. 利用已知线路参数，建立反映影响输电线路雷电过电压的雷电流幅值、雷电流波形、接地电阻等主要 因素，用 ATP 进行仿真的输电线路模型，对线路雷电过电压进行计算。 3. 整理仿真结果，分析影响雷电过电压的主要因素和影响大小，并针对仿真结果提出适当的防雷设计方 案。 4. 对采用该防雷设计方案后的输电线路雷电过电压进行计算，验证防雷措施的有效性，评价方案的应用 价值。 三、 进度计划 序号 设计(实验)内容 完成时间 备注 1 了解线路防雷设计方法 1 天 2 建立线路模型 1 天 3 分析计算线路雷电过电压，提出防雷设计方案 1 天 4 对防雷设计方案进行验算、评估和修正 1 天 5 总结，写设计报告 1 天 四、 设计成果要求 1． 计算程序（电子版），包括原始数据输入文件（*.adp，*.atp）、计算结果输出文件（*.lis）， *为学号。 2． 设计报告，包括线路耐雷水平分析、防雷设计方案及其效果评估。 3． 以下思考题任选其一回答 a. 如何在模型中考虑冲击电晕的影响 b. 如何在模型中考虑感应过电压的影响 c. 工频电压对雷电过电压的影响与电压等级有何关系？如何计算？
五、考核方式 综合以下方式给定成绩（五级计分制）。 1.程序、计算报告等设计成果 2.独立工作能力及设计过程的表现 3.回答问题的情况 学生姓名： 指导教师： 年月日
2 五、 考核方式 综合以下方式给定成绩（五级计分制）。 1． 程序、计算报告等设计成果 2． 独立工作能力及设计过程的表现 3． 回答问题的情况 学生姓名： 指导教师： 年 月 日
附件 输电线路防雷计算用参数 一、110kV线路雷击情况 11#线 1#线是同塔双回线。10#杆塔(1710/2002遭雷击)基本情况如下： a 杆塔类型：该塔为转角塔，呼称高度18米。相邻杆塔(9啦、1山#)皆为鼓型直线塔 b 杆塔地形：杆塔在一士台上，周围为平地较空旷 档距：与9#塔相距306米，与11#塔相距240米。 d 塔基：砂石，土壤电阻率约124欧·米。 22#线 2#线是同塔双回线。9#杆塔(2/6/2002一次雷击引起双回跳闸)基本情况如下： a杆塔类型：鼓型直线塔，呼称高度18米。相邻杆塔8#为鼓型直线塔，10饼为鼓型转角塔。 b. 杆塔地形：杆塔位于山顶上，且两边的山坡坡度都比较大，与8#塔之间的落差约11米，与10 塔之间的落差约24米。9#塔是全线海拔高度最高的杆塔。 档：与8#塔相距142米，与104塔相距351米。 d.塔基：山地，土壤电阻率约1718欧·米。 其它杆塔中，17#杆塔的地形最为突出。 二、线路基本参数与相关规程 表1导线与避雷线参数 根数直径 截面 直径 直流电阳 标称截面 铝钢 型号 (毫米) (毫米) (毫米) (欧/公里) (毫米2) 馥面比 钢语钢 导线钢花 (20℃ 导线LGJ 240 283.2272.8228.043.15.3 21288.4 0.130 50 73.0 49.46 9.0 2.940 表2绝缘子串冲击闪络电压 绝缘子片数正极性雷电冲击闪络电压一 备注 19 1660 16 1410 13 1160 910 数据摘自1958年 9 830 沈阳变压器厂试 750 验数据。 660 580 500
3 附件 输电线路防雷计算用参数 一、 110kV 线路雷击情况 1 1#线 1#线是同塔双回线。10#杆塔（17/10/2002 遭雷击）基本情况如下： a. 杆塔类型：该塔为转角塔，呼称高度 18 米。相邻杆塔（9#、11#）皆为鼓型直线塔。 b. 杆塔地形：杆塔在一土台上，周围为平地较空旷。 c. 档距：与 9#塔相距 306 米，与 11#塔相距 240 米。 d. 塔基：砂石，土壤电阻率约 124 欧·米。 2 2#线 2#线是同塔双回线。9#杆塔（2/6/2002 一次雷击引起双回跳闸）基本情况如下： a. 杆塔类型：鼓型直线塔，呼称高度 18 米。相邻杆塔 8#为鼓型直线塔，10#为鼓型转角塔。 b. 杆塔地形：杆塔位于山顶上，且两边的山坡坡度都比较大，与 8#塔之间的落差约 11 米，与 10# 塔之间的落差约 24 米。9#塔是全线海拔高度最高的杆塔。 c. 档距：与 8#塔相距 142 米，与 10#塔相距 351 米。 d. 塔基：山地，土壤电阻率约 1718 欧·米。 其它杆塔中，17#杆塔的地形最为突出。 二、线路基本参数与相关规程 表 1 导线与避雷线参数 型号 标称截面 （毫米 2） 根数/直径 （毫米） 截面 （毫米 2） 铝 钢 截面比 直径 （毫米） 直流电阻 （欧/公里） 铝 钢 铝 钢 导线 钢芯 （20℃） 导线 LGJ 240 28/3.22 7/2.8 228.0 43.1 5.3 21.28 8.4 0.130 避雷线 GJ 50 7/3.0 49.46 9.0 2.940 表 2 绝缘子串冲击闪络电压 绝缘子片数 正极性雷电冲击闪络电压 备注 19 1660 数据摘自 1958 年 沈阳变压器厂试 验数据。 16 1410 13 1160 10 910 9 830 8 750 7 660 6 580 5 500
表3杆塔波阻和电感的平均值 杆塔型式 杆塔波阻抗(Q) 杆塔电感(HHm) 无拉线钢筋混凝土单杆 /250 0.84 有拉线钢筋混凝士土单杆 125 0.42 无拉线钢筋混凝土双杆 125 0.42 铁塔 150 0.50 门型铁塔 125 0.42 表4DLT620-1997规定的线路耐雷水平 有避雷线的线路，在一般士壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于下表所列数值 标称电压(kV) 35110220 般线路 20-3040-7575-110 耐雷水平 大跨越档中央和发电厂、 (kA) 30 变电所进线保护段 75 表51#线杆塔参数 杆塔杆塔杆塔呼称档距导线弧垂地线孤垂绝缘子杆塔接地电阻（欧）士壤电阻率 编号型号高度（米） (米) (米) (米) 片数RgRh (千欧*米) 门构 0.18 JDT 18 4.309 165 134 1.07 0 0.0528 42.772 8.45 6.93 JDSnT 18 25 26.118 375 8.17 6.69 JGU2 18 10 14 14626 3.90 3.05 JGUT3 18 23 17.381 142 677 549 JGUT318 10 18 13.603 .57 2.79 ZGU2 18 5.132 .124 270 4.18 3.29 8882 86 8.68 7.1 ZGU2 24 4.744 5.40 43 IDST 18 25783 240 3.28 2.35
4 表 3 杆塔波阻和电感的平均值 杆 塔 型 式 杆塔波阻抗（Ω） 杆塔电感（μH/m） 无拉线钢筋混凝土单杆 250 0.84 有拉线钢筋混凝土单杆 125 0.42 无拉线钢筋混凝土双杆 125 0.42 铁 塔 150 0.50 门 型 铁 塔 125 0.42 表 4 DL/T 620-1997 规定的线路耐雷水平 有避雷线的线路，在一般土壤电阻率地区，其耐雷水平不宜低于下表所列数值： 标称电压（kV） 35 110 220 耐雷水平 （kA） 一般线路 20～30 40～75 75～110 大跨越档中央和发电厂、 变电所进线保护段 30 75 110 表 5 1#线杆塔参数 杆塔 编号 杆塔 型号 杆塔呼称 高度（米） 档距 （米） 导线弧垂 （米） 地线弧垂 （米） 绝缘子 片数 杆塔接地电阻(欧) 土壤电阻率 Rg Rch （千欧*米） 门构 69 0.22 0.18 0.0528 1 JDT 18 10 4.8 4.309 165 1.34 1.07 2 JDSnT 12 10 40 42.772 381 8.45 6.93 3 JDSnT 18 10 25 26.118 375 8.17 6.69 4 JGU2 18 10 14 14.626 0.124 261 3.90 3.05 5 JGUT3 18 10 23 17.381 342 6.77 5.49 6 JGUT3 18 10 18 13.603 250 3.57 2.79 7 ZGU2 18 7 5.2 5.132 270 4.18 3.29 8 ZGU2 24 7 9 8.882 386 8.68 7.13 9 ZGU2 24 7 4.6 4.744 306 5.40 4.31 10 JDSnT 18 10 25 25.783 240 3.28 2.55
ZGU2 8 5.62 444 350 12 12.376 1.19 18 05 203 2.33 9 14 JDT 12 20.626 0.21 门构 表62#线杆塔参裁 杆塔 杆塔 杆塔呼称 档距 导线弧垂 地线弧垂绝缘子杆塔接地电阻（欧）土壤电阻率 编号 型号 高度（米） (米) (米) (米) 片数 Rg Rch (千欧*米) 门构 20 0.02 0.01 JDSn 12 19 54.853 .054 64 0.19 0.16 JDSnT 18 9.816 4.02 3.16 钢杆 2.7 1.690 64 0.19 0.16 钢杆 21 9 7.8 4.883 259 3.84 301 钢杆 21 18.154 2.8134 319 5.92 4.76 JDSnT 0 15.372 0.69 0.56 7 ZGU2 10 5.49 110 0.60 0.49 ZGU2 723 10l 0.80 9 ZGU2 26.028 361 7.17 5.82 10 JGU2 0 94 6.12 4.9 11 JGU2 16.63 1.7182 1.51 2 ZGU2 20.244 524 2.99 19.82 13 8 6.001 55 0.14 0.12 14 JGU2 0 24 17.352 15 920 7.59 ZGU2 18 8 93 5292 3.1274
5 11 ZGU2 18 7 5.5 5.672 278 4.44 3.50 12 JGUT3 18 10 12 12.376 174 1.51 1.19 13 JGUT3 18 10 0.5 0.516 203 2.33 1.79 14 JDT 12 10 20 20.626 67 0.22 0.17 门构 表 6 2#线杆塔参数 杆塔 编号 杆塔 型号 杆塔呼称 高度（米） 档距 （米） 导线弧垂 （米） 地线弧垂 （米） 绝缘子 片数 杆塔接地电阻(欧) 土壤电阻率 Rg Rch （千欧*米） 门构 20 0.02 0.01 0.054 1 JDSnT 12 9 19 54.853 64 0.19 0.16 2 JDSnT 18 9 3.4 9.816 265 4.02 3.16 3 钢杆 21 9 2.7 1.690 2.8134 64 0.19 0.16 4 钢杆 21 9 7.8 4.883 259 3.84 3.01 5 钢杆 21 9 29 18.154 319 5.92 4.76 6 JDSnT 18 9 28 15.372 115 0.69 0.56 7 ZGU2 15 8 10 5.49 110 0.60 0.49 8 ZGU2 21 8 10 7.23 1.7182 142 1.01 0.80 9 ZGU2 18 8 36 26.028 351 7.17 5.82 10 JGU2 15 9 13 9.4 324 6.12 4.93 11 JGU2 12 9 23 16.63 173 1.51 1.20 12 ZGU2 24 8 28 20.244 624 22.99 19.82 13 ZGU2 24 8 8.3 6.001 55 0.14 0.12 14 JGU2 12 9 24 17.352 397 9.20 7.59 15 ZGU2 18 8 9.3 5.292 3.1274
207 1.59 13 7.397 0.4 0.35 JDSn 25 14.22 2.95 228 3.485 7 1.52 120 JDSn 58 2.732 门构 0.05 0.04 图杆塔结构示意图 “O”：地线悬挂点：“●”：导线悬挂点 h:呼称高度 6
6 192 2.07 1.59 16 JDSnT 15 9 13 7.397 79 0.44 0.35 17 JDSnT 18 9 25 14.225 226 2.95 2.28 18 JDSnT 18 9 7.4 3.485 175 1.52 1.20 5.024 19 JDSnT 18 9 5.8 2.732 33 0.05 0.04 门构 图 1 杆塔结构示意图 a0 a1 a2 a3 b1 b2 b3 h “○”：地线悬挂点； “●”：导线悬挂点 h：呼称高度
表7杆塔基本尺寸 杆塔型号 ao(m) a,(m) a(m) a3(m) b1(m) b2(m) b3(m) JDT 1.80 3.70 4.20 4.70 4.00 3.50 3.50 JDSnT 1.80 3.70 4.20 4.70 4.00 3.50 3.50 JGU2 1.60 3.00 3.90 3.40 4.00 3.50 3.50 JGUT3 1.62 3.20 4.10 3.60 4.00 3.50 3.50 ZGU2 1.60 3.00 3.50 3.00 4.00 3.50 3.50 钢杆 1.00 2.25 2.75 2.25 1.60 3.50 3.50 三、避雷器基本参数 表8避雷器的性能参数 系统电压(kV) 110 额定电压(kV) 95 标称放电电流(1OkA) 10 直流参考电压(kV) 134 雷电冲击电流残压(kV) 300 二次大电流冲击耐受(1OkA) 100 局部放电(pC) 50 操作冲击耐受电压(kV) ≥325 间隙 雷电冲击耐受电压(kV) ≤577 特性 lmin工频耐受电压(kV) ≥230 表9避雷器的伏安特性： I(A) 0.0001 0.001 0.01 0.1 分 100 1000 U(kv) 130 145 150 155 160 164 180 200 1
7 表 7 杆塔基本尺寸 杆塔型号 a0(m) a1(m) a2(m) a3(m) b1(m) b2(m) b3(m) JDT 1.80 3.70 4.20 4.70 4.00 3.50 3.50 JDSnT 1.80 3.70 4.20 4.70 4.00 3.50 3.50 JGU2 1.60 3.00 3.90 3.40 4.00 3.50 3.50 JGUT3 1.62 3.20 4.10 3.60 4.00 3.50 3.50 ZGU2 1.60 3.00 3.50 3.00 4.00 3.50 3.50 钢杆 1.00 2.25 2.75 2.25 1.60 3.50 3.50 三、避雷器基本参数 表 8 避雷器的性能参数 系统电压(kV) 110 额定电压(kV) 95 标称放电电流(10kA) 10 直流参考电压(kV) 134 雷电冲击电流残压(kV) 300 二次大电流冲击耐受(10kA) 100 局部放电(pC) 50 间隙 特性 操作冲击耐受电压(kV) 325 雷电冲击耐受电压(kV) 577 1min 工频耐受电压(kV) 230 表 9 避雷器的伏安特性： I (A) 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 U (kV) 130 145 150 155 160 164 180 200