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输电线路防雷ppt课件

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输电线路的防雷保护课件

输电线路的防雷保护课件

修复与更换
故障隔离
一旦发现故障，立即隔离故障区段，避免影 响其他线路的正常运行。
对损坏的设备进行修复或更换，尽快恢复输 电线路的正常运行。
02
01
预防措施
针对故障原因，采取相应的预防措施，提高 输电线路的防雷保护能力。
04
03
输电线路防雷保护的案例分析
05
某地区输电线路防雷保护的成功案例
案例概述
输电线路的防雷保护 课件
目录
• 输电线路防雷保护的重要性 • 输电线路防雷保护的基本原理 • 输电线路防雷保护的措施 • 输电线路防雷保护的监测与维护 • 输电线路防雷保护的案例分析
输电线路防雷保护的重要性
01
雷电对输电线路的危害
01
直接雷击
雷电直接击中输电线路，可能导致线路短路、跳闸甚至 设备损坏。
01
02
03
监测设备
使用先进的雷电定位系统、 遥测系统和雷电监测设备， 实时监测输电线路附近的 雷电活动。
监测数据
收集并分析监测数据，包 括雷电活动频率、强度以 及输电线路的接地电阻、 绝缘电阻等参数。
监测周期
定期进行监测，如每天、 每周或每月，以便及时发 现潜在的雷电威胁。
输电线路防雷保护的维护
雷保护效果。
雷电活动的复杂性和不确定性
03
雷电活动具有复杂性和不确定性，给输电线路的防雷保护带来
一定的难度和挑战。
输电线路防雷保护的基本原理
02
雷电的产生和传播
雷电的产生
雷电是大气中的静电放电现象， 通常在潮湿的空气中，由于温差 引起的气流运动，使大气中的正 负电荷分离，形成雷电。
雷电的传播
雷电通常以电弧的形式传播，电 弧可以在雷云之间或者雷云与地 面之间传播，产生强烈的电流和 电压。

输电线路防雷技术

输电线路防雷技术

直击雷过电压雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压反击：雷击杆塔或避雷线，造成绝缘子接地端电位比导线高绕击：雷电击中导线感应雷过电压雷击线路附近大地，由电磁感应在导线上产生的过电压（只对35kV以下线路有危险）雷击输线路的后果¾线路发生短路接地故障¾雷电波沿线路侵入变电所，破坏电气设备绝缘，造成停电事故衡量线路防雷性能的综合指标¾耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不至于引起闪络的最大雷电流（kA）¾雷击跳闸率：每100km线路每年因雷击引起的跳闸次数¾静电感应先导阶段（假设为负先导）由于静电感应，最靠近先导通道的一段导线上感应形成形成束缚电荷主放电阶段先导通道中的负电荷自下而上被迅速中和，导线上的正束缚电荷迅速释放，形成电压波向两侧传播由于主放电的平均速度很快，导线上的束缚电荷的释放过程也很快，所以形成的电压波u＝iZ幅值可能很高由于避雷线耦合作用出现的电位：ku t 极性与雷电流相同雷击塔顶时的感应电位：极性与雷电流相反ah d (1-k 0)(最大值）导线电位¾雷击杆塔时导线的电位f d i t k ah u τ/)1(0−=f d t i t d t k ah ku u ku u τ/)1(0−−=+=)1(0k ah ku u ku U d t i t d −−=+=α雷击避雷线档距中央示意图情况1A 点最高电位fs v l τ<×/5.02sss A Z Z Z Z v l u +=002αAs u k u )1(−=空气间隙最高电压U s 等于间隙的U 50%时得到最小间隙距离SkV S U 750%50=ss s Z Z Z Z v k S +−≥002750)1(α我国规程1012.0+≥l S¾雷击杆塔时的跳闸率n 1η11NgP n =)a km /1(22⋅=ηαP NP n ¾绕击导线时的跳闸率n 2g ：为击杆率，雷击杆塔次数占雷击线路总数的比例；与避雷线根数和地形有关P 1：雷电流幅值超过雷击杆塔的耐雷水平的概率P a ：绕击率，P 2：雷电流幅值超过绕击耐雷水平的概率降低杆塔接地电阻土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施架设耦合地线降低杆塔接地电阻有困难时，在导线下方架设一条接地线。

输电线路防雷保护PPT课件

输电线路防雷保护PPT课件

2
3.5 2.2
1 11.6 1.7
3
解：（1） 求耦合系数
避雷线的平均高度
hb
29.1
2 3
fb
29.1
27 3
24.5m
导线的平均高度
hd
23.4
2 3
fd
23.4
2 12 15.4m 3
避雷线1、2对导线3的几何耦合系数为
：
60 ln D13 60 ln D23
k0
Z13 Z11
30 (76.93%)
合计
139 (100%)
383 (100%)
19 (100%)
39 (100%)
1150kV
稳定 跳闸数
合计
6(75.0%)
16(84.21%)
2(25.0%)
3(15.79%)
8 (100%)
19 (100%)
3
雷击中避雷线
直击雷和感应雷
雷绕过避雷 线击中导线 雷击中杆塔
感应
15
• 在反射波到达之前，可用彼得逊等值电路计算。
i
Z0
A uA Zb
uA
iL
Z0
Z0
Zb 2
Zb 2
i
Z0Zb 2Z0 Zb
2
最高电位时间点
ll
t 2
2vb vb
取斜角波头i=at ，避雷线最高电位
间隙电压
UA
a
l vb
Z0Zb 2Z0 Zb
US
a l
b
Z0Zb 2Z0 Zb
(1
k)
(1
0.296)
0.88
7
25.6 29.1

高电压技术课件 第九章 输电线路的防雷保护

高电压技术课件 第九章 输电线路的防雷保护
4、采用消弧线圈接地方式：适用110kV及以下电压等级 电网，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈 消除，不至发展为持续工频电弧。我国的运行经验表 明，该措施可使雷击跳闸率降低1/3左右
21
5、加强绝缘：对个别大跨越、高杆塔，落雷机会多等情 况，可增加绝缘子片数
6、采用不平衡绝缘方式：针对同杆并架双回线路，一回 普通绝缘，一回加强绝缘
IL
2.6
有避雷线时，导线上的感应过电压
U i ' (1 k )Ui
8
§9-2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
9
一、雷击塔顶时过电压和耐雷水平
雷击瞬间自雷击点有一 负极性的雷电流冲击波沿 着杆塔向下运动，另有两 个相同的负极性雷电流波 沿避雷线向两侧运动，使 塔顶电位升高，并通过电 磁耦合使导线电位发生变 化。
保护角越小，对绕击雷的保护效果越好，110kV保护 角20～30º，500kV负保护角
19
2、降低杆塔接地电阻
❖ 土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混 凝土杆的自然接地电阻
❖ 土壤电阻率高的地区，可采用多根放射形接地体 或连续伸长接地体以及垂直接地电极等措施
20
3、架设耦合地线： 在降低杆塔接地电阻有困难时，在导 线下方架设一条接地线。它具有分流作用，又加强了 避雷线对导线的耦合。运行经验表明，该措施可降低 雷击跳闸率50％左右
4
衡量线路防雷性能优劣的参数
耐雷水平：线路遭受雷击所能耐受不 至于引起绝缘闪络的最大雷电流 （kA）。
雷击跳闸率：在雷暴日数Td=40的情况 下,每100km线路每年因雷击引起的跳 闸次数。
5
§9-1 输电线路的感应雷过电压
6
一、雷击线路附近大地时线路上的感应雷过电压

输电线路防雷技术

输电线路防雷技术
提高线路绝缘水平（加高堤坝） 降低杆塔接地电阻（疏淤） 双回输电线路采用不平衡绝缘（放水） 线路避雷器（水涨船高）
九：线路防雷措施 1：避雷线及其作用
❖ 架设避雷线：引导雷电向避雷线放电，通过杆塔和 接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免 遭雷击
❖ 防止直接雷击导线 ❖ 分流减少经杆塔入地电流，降低塔顶电位 ❖ 降低感应过电压 ❖ 110kV以上应全线架设避雷线 ❖ 保护角：避雷线和外侧导线的连线与垂线之间的夹角，
N 10h10040
1000
n1 Ng1P
4：绕击率P：一次雷击线路中出现绕击的概率
5：绕击时的跳闸率n2：
P2为雷电流幅值超过绕击耐雷水平的概率
n2NP P 2 (1/km a)
6：线路跳闸率n：n＝n1＋n2
2020/10/20
九：线路防雷措施 0：种类
安装避雷线，减小避雷线的屏蔽角，受到杆 塔结构的限制（雨伞的作用）
2020/10/20
lgP
h
86
3.35
八：输电线路的雷击跳闸率
1：建弧率：冲击闪络转化为稳定工频电弧的概率
(4.5E0.75 1)4 1 0 2
2：击杆率g：雷击杆塔次数与雷击线路总次数的比值
3：雷击杆塔时的跳闸率n1：
100km年的雷击次数（40个雷电日）： P1为雷电流幅值超过雷击杆塔的耐雷水平 的概率：
uin su5 0%
I1
U50%
(1k)[(Rch2L.g6t)2h.d6]
❖ 还必须考虑工频电压的作用以及触发相位 ❖ 距离远，耦合系数小，一般以外侧或下方导线计算 ❖ 通常以降低Ri，提高k为提高反击耐雷水平的主要手段
2020/10/20
反击耐雷水平规定

第9章 输电线路的防雷保护

第9章 输电线路的防雷保护

2. 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
若雷电流取为斜角波头，即 iL=at，可得雷击点的最高电
位：
uA
= iZ
⋅ Zb 2
= iL
Z0Zb 2Z0 + Zb
iL = at
UA
=
a×
l vb
×
Z0Zb 2Z0 + Zb
l
2. 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平
由于避雷线与导线间的耦合作用，在导线上将产生耦合
输电线路防雷的原则和措施
做好输电线路的防雷工作，不仅可以提高输电线路 本身的供电可靠性，而且还可以使变电所安全运行。
输电线路的防雷保护
架空线路遭受雷击的可能性 10kV、35kV线路
主要是110kV、 220kV，部分 500kV线路
雷击线路附近地面 雷击塔顶及塔顶附近避雷线 雷击档距中央的避雷线 雷击导线
110kV、 220kV、 500kV线路
1、输电线路的感应雷过电压
感应过电压 当雷击线路附近大地时，由于电磁感应，在线路上的
导线会产生感应过电压。
1、输电线路的感应雷过电压
（一）、雷击线路附近大地时，线路上的感应过电压
主放电前 在雷云放电的起始阶段，存在着向大地发展的先导放
电过程，线路正处于雷云与先导通道的电场中，由于静电 感应，沿导线方向的电场强度分量Ex将导线两端与雷云异 号的正电荷吸引到靠近先导通道的一段导线上来成为束缚 电荷，导线上的负电荷则由于Ex的排斥作用而使其向两端 运动，经线路的泄露电导和系统的中性点而流入大地。
（二）、雷击线路杆塔时，导线上的感应过电压
雷击线路杆塔时，由于雷电通道所产生的电磁场迅速变 化，将在导线上感应出与雷电流极性相反的过电压，其计算问 题至今尚有争论，不同方法计算的结果差别很大，也缺乏实践 数据。目前，《规程》建议对一般高度（约40M以下）无避雷 线的线路，此感应过电压最大值可用下式计算

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

输电线路、发电厂、变电站防雷保护与系统过电压PPT课件

跳闸的两个条件： 1.雷电流超过线路的耐雷水平，引起线路绝缘发
生冲击闪络； 2.冲击电弧转化为稳定的工频短路电弧，线路才
会跳闸。
故需要讨论建弧率的问题。
.
10
输电线路的防雷措施
一、架设避雷线
1. 3~10kV线路
不架设避雷线，可利用水泥杆的自然接地，为提高供
电可靠性可投入自动重合闸。在雷电特别强烈地区可因地
Ug 25 ILhc S
感应电压一般不超过500kV，对35kV及其以下 的水泥杆线路可能会引起闪络事故，对110kV及其 以上线路，由于线路绝缘水平较高，所以一般不 会引起闪络事故。
.
6
二、有避雷线时
U 1 g UK g U U(g 1 gK )
K为避雷线与导线间的耦合系数，线间距离 愈近，耦合系数K就愈大。
二是雷击线路后沿线路向发电厂、变电所传来
的雷电波。防护措施是装设避雷器，以限制流
过避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。
.
15
一、直击雷保护
原则：所有的被保护设备均应处于避雷针的保护范
围之内，以免遭受雷击。当雷击避雷针时应
防止避雷针至被保护设备发生反击。
3. 110~500kV线路防雷保护
110kV线路一般沿全线架设避雷线，在雷电活动 特别强烈地区，宜架设双避雷线，其保护角取200； 在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可 不全线架设避雷线，但应装设自动重合闸装置。
.
12
二、降低杆塔接地电阻 三、架设耦合地线
在降低接地电阻有困难的时候采用，此方 法可增加避雷线和导线间的耦合作用，以降低 绝缘子串上的电压，还可以对雷电流进行分流。
一般在低压绕组任一相的直接出口处加装一只 避雷器
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建弧率
雷击次数
超过耐雷水平的概率
.
➢输电线路落雷 状况
.
5.1 输电线路的感应雷过电压
5.1.1 感应雷过电压的形成
1.过电压的形成
.
5.1.2 雷击线路附近地面时导线上的感应过电压
➢雷电流幅值I
➢导线悬挂的平均高度hc
ug
Qg C
➢雷击点距导线路的距离S
导线上感应电压
.
uic
25 Ihc S
有避雷线线路雷击跳闸率
.
5.4 高杆塔输电线路的雷电过电压 ➢ 高杆塔输电线路的特点
1. 杆塔高度增高
.
2. 输电线路自身的电压等级较高
.
5.4.1 雷击塔顶产生的雷电过电压
.
➢ 行波法
500kV酒杯形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ塔
杆塔多波阻抗模型
.
横担波阻抗 主支架波阻抗
支架波阻抗
.
相交法判断绝缘子串闪络
考虑屏蔽效应时，导线上的感应雷过电压
.
5.2 输电线路的直击雷过电压
.
5.2.1 雷击杆塔塔顶及附近避雷线时的过电压
分流系数:
.
1.塔顶电位
.
2.导线电位
耦合分量 感应分量 导线电位
(k 一般 0.2~0.25)
.
3.绝缘子串上承受的电压
当时
.
5.2.2 雷绕击导线时的过电压
➢雷击于导线时，沿导线流动的电流
山区线路
.
3.建弧率
线路绝缘发生冲击闪络后，转变为工频电弧的概率
绝缘子串的平均运行电压 （有效值）梯度（kV/m） E = U / l
E＜６kV/m时，＝０
.
5.3.2 架空输电线路的耐雷水平 1.雷击杆塔塔顶时的耐雷水平
.
例:110kV线路，取
k =0.2，＝0.9，Lt=16H， hd=10m，U50％＝700 kV, Ri=10(Ω)
.
各级电压送电线路的耐雷水平
额定电压(KV)
35
耐雷水平I0（KA） 20~30
110 40~75
220
330
500
80~120 100~14 120~16
0
0
注：表中I0较大的数字适用于多雷区或重要性 较大的线路或变电站的进线保护段
.
2.雷绕击导线时的耐雷水平
.
5.3.3 雷击跳闸率
➢雷击杆塔塔顶的次数 ➢雷击杆塔塔顶时的跳闸率 雷绕击导线的次数 雷绕击导线时的跳闸率
.
5.4.2 输电线路的雷电绕击 1.经典电气几何模型
.
2. Eriksson改进电气几何模型 吸引半径
.
屏蔽失效
完全屏蔽
.
绕击闪络率
.
5.5 输电线路的防雷措施
.
.
.
感应雷过电压的特点：
1)过电压幅值不高，一般不超过 300400kV 2)不会引起架空线路相间绝缘闪络 3)感应过电压的极性与雷电流极性相反
.
避雷线的屏蔽作用
假设避雷线不接地 导线上感应电压 避雷线上感应电压
实际上避雷线是接地的 避雷线上 导线上耦合电压
导线上的感应过电压幅值
.
5.1.3雷击线路杆塔时导线上的感应雷过电压
雷电流
雷击于导线时
.
➢ 雷绕击于导线时的电压 ➢雷绕击于导线时的电压幅值
.
5.2.3 雷击档距中央避雷线时的过电压
避雷线与导线间空气间隙S上所承受的最高电压US为
.
5.3 输电线路的耐雷水平与雷击跳闸率
5.3.1 输电线路与雷击相关的参数
1. 输电线路落 雷次数 N
.
3.绕击率
平原地区线路
雷击杆次数 线路总落雷次数
5 输电线路防雷
.
目录
1 输电线路的感应雷过电压 2 输电线路的直击雷过电压 3 输电线路的耐雷水平与雷击跳闸率 4 高杆塔输电线路的雷电过电压 5 输电线路的防雷措施
.
输电线路防雷性能的两个重要指标 1.耐雷水平 I
线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值(kA)
2．雷击跳闸率 n
每年每百公里线路由于雷击引起的跳闸次数