架空线路雷电感应过电压的计算方法

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。

导线截面的选择1、按经济电流密度选择线路的投资总费用Z1式中Z1 =(F0+αΑ)ＬF0—与导线截面无关的线路单位长费用；α—与导线截面相关的线路单位长度单位截面的费用；Α—导线的截面积；Ｌ—线路长度。

线路的年运行费用包括折旧费，检修维护费和管理费等，可用百分比b 表示为线路的年电能损耗费用（不考虑电晕损失）：若投资回收年限为n得到导线的经济截面A n经济电流密度J n我国的经济电流密度可以按表查取。

2、按电压损耗校验在不考虑线路电压损耗的横分量时，线路电压、输送功率、功率因数、电压损耗百分数、导线电阻率以及线路长度与导线截面的关系，可用下式表示3、按导线允许电流校验（1）按导线的允许最大工作电流校验导线的允许最大工作电流为其中（2）按短路电流校验根据短路电流的热效应，要求导线的最小截面为4、按电晕条件校验超高压输电线路的导线表面电场强度很高，以至超过周围空气的放电强度，使空气电离形成局部放电，这种现象称为电晕。

电晕可以引起无线电干扰、可听噪声、导线震动等，还会产生有功功率损耗。

导线的电晕随外加电压的升高而出现、加剧。

导线表面开始发生局部放电时的电压，称为起始电晕电压。

导线表面全面发生电晕时的电压，称为临界电晕电压，相应的电场强度称为临界电场强。

倒显得临界电晕电场强，与其直径、表面状况及大气条件等有关。

根据理论分析及试验所的结果，海拔不超过1000m 的地区，如导线直径不小于下表所列数值，一般不必验算电晕。

绝缘子和绝缘子串1、绝缘子的许用荷载绝缘子的许用荷载当绝缘子所受荷载大于其许用荷载时，除可更换大吨位绝缘子外，还可以采取双串和多串联解决。

所需串数N悬垂串片数计算：一般地区单位工作电压所要求的泄露电流（泄露比距）：海拔高度1000m~3500m 的地区悬垂串的绝缘子数量按下式计算。

气象参数1、风速的此时换算欲将 4 次定时2 分钟平均风速V2换算成连续自记10 分钟平均风速V10,v需要搜集到两种观测方法的平行观测记录，然后通过相关分析建立二者之间的回归方程式。

国家电力公司武汉高压研究所武汉 430074 0 前言我国在500 kV输变电工程设计方面做了大量的研究工作，取得了很大的成绩，但也有不足。

本文着重就500 kV输变电工程设计中的雷电过电压方面的问题提出一些看法。

1 500 kV变电所雷电侵入波保护 1.1 雷击点我国规程规定只计算离变电所2 km以外的远区雷击［1］，不考虑2 km以内的近区雷击。

而实际上对变电所内设备造成威胁的主要是近区雷击。

2 km以外的雷击，雷电波在较长距离传送过程中的衰减和波头变缓，在站内设备上形成的侵入波过电压较低，以它为考察的主要对象不合适。

这可能是沿袭中压系统和高压系统作法，认为进线段有避雷线或加强绝缘，不会因反击或绕击而进波。

实际上，进线段和非进线段并无本质差异，完全可能受雷击而形成入侵波。

在美国、西欧和日本以及CIGRE工作组，均以近区雷击作入变电所侵入波的重点考察对象。

我们所进行大量500 kV变电所侵入波的研究，也均是以近区雷击为主要研究对象，同时也考虑远区雷击。

大量研究表明，近区雷击的侵入波过电压一般均高于远区雷击的侵入波过电压。

有人认为雷击#1塔会在变电所形成最严重的侵入波过电压，以此为近区雷击。

这种想法在某些情况下可能是正确的，但在我国，大多数情况下不合适。

大量研究表明，#１塔和变电所的终端门型构架(也称#0塔)距离一般较近，雷击#1塔塔顶时，经地线由#0塔返回的负反射波很快返回#1塔，降低了#1塔顶电位，使侵入波过电压减小。

而#2、#3塔离#0塔较远，受负反射波的影响较小，过电压较高。

所以仅计算雷击#1塔侵入波过电压不全面。

进线段各塔的塔型、高度、绝缘子串放电电压、杆塔接地电阻不同，也造成雷击进线段各塔时的侵入波过电压的差异。

根据经验，一般为雷击#2或#3塔时的过电压较高。

建议我国现有规程对原以考虑2 km 以外的雷击改为主要考虑2 km 以内雷击，或者兼顾近区和远区雷击，以近区雷击为主。

1.2 雷电侵入波计算方法过去受条件限制，主要依靠防雷分析仪来确定侵入波过电压。

10kV配电架空线路防雷措施摘要：随着近年来经济的不断增长，人民生活水平不断提高并且工作领域也趋向智能化，因此对电能的需求在不断增长，由此，对电压输送的安全性和稳定性提出了极高的要求。

尽管架空配电线已经进行了防雷措施以避免在雷雨天受到雷电等破坏，但是仍存在一些问题，而且影响了架空配电线路的安全性。

为此，需要对电网进行优化和改进，以提高电网的安全性和稳定性。

同时，还需要加强对电网的监管和维护工作，以确保电网的稳定运行。

此外，还需要采用更加先进的技术和设备，以提高电网的运行效率和安全性。

关键词：10kV配电；架空线路；防雷措施；引言架空配电网是电力系统的核心，在电力传输和分配中起着举足轻重的作用。

10 KV配电网是当前我国城市和农村电网中广泛使用的一种输电线路，具有着布点多、适用范围广、线路长度大等特点。

由于负载波动较大，在雷雨季节遭受雷击的情况时有发生，给用户、供电单位的配电网和线路带来了严重的破坏，严重影响了供电的稳定性和用户的安全。

为此，在10 KV配电网的设计与施工中，应高度关注与重视10 KV配电网的雷电防护，加大10 KV配电网的应用与研究力度。

1、10kV配电线路防雷措施安装的重要性10 kV配电线路在日常运行中，受气象条件的影响。

10kV配电线路通常都是直接暴露在空气当中的，在雷雨天气中如果被雷电击中会直接导致安全问题的发生。

10kV配电线路一直在运输电力，而且电路的输电功能较好，被雷电击中就有可能发生线路燃烧，引发电线路当中的机械设备起火，导线的电能传输速度非常快，极易造成大面积导线的损伤，并引发大规模的爆炸。

由此可以看出，在10kV配电网中，加装防雷装置是非常重要的。

2、10kV配电架空线路存在的隐患2.1避雷线防雷存在的局限性避雷线安装在架空配电网中，主要起到防雷的作用，在雷击事故中，电线上会出现很大的过电压，避雷线起到保护电线的作用，这样才能最大限度的减少过电压，并将其输送到地面上。

第九章输电线路的防雷保护本章要求：输电线路的感应过电压：雷击大地和雷击杆塔时导线上感应过电压的计算输电线路上的直击雷过电压和耐雷水平建弧率及雷击跳闸率的计算。

输电线路防雷措施及作用分析由于输电线路长度大，分布面广，地处旷野，易受到雷击。

输电线路上出现的大气过电压有两种：一种是雷击于输电线路引起的，称为直击雷过电压；（1）雷直击导线，无避雷线的线路最易发生，但即使有避雷线，雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而击于导线（绕击）。

（2）雷击杆塔或避雷线强大的雷电流通过杆塔及接地电阻，使杆塔和避雷线的电位突然升高，杆塔与导线的电位差超过线路绝缘子闪络电压时绝缘子发生闪络，导线上出现很高的电压。

这种杆塔电位升高，反过来对导线放电，称为反击。

另一种是雷击线路附近地面而引起的，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压。

（3）雷击输电线路附近大地雷击导线水平距离65m以外的大地时，由于空间电磁场的急剧变化，在导线上感应出的过电压，称为感应雷过电压。

感应雷过电压的危害：（3-1）引起线路跳闸，影响正常供电由于过电压引起绝缘子闪络，导线对地短路，雷电过电压持续时间短（几十μs），继电保护装置来不及动作，但工频续流沿放电通道继续放电，在形成稳定燃烧的电弧后，则继电保护装置将使断路器跳闸，影响正常送电（3-2）雷电波侵入变电站导线上形成的雷电过电压波，最终将侵入变电站，经复杂的折反射后，在电气设备上出现很高的过电压，危及设备绝缘，造成事故。

输电线路防雷性能的优劣主要由耐雷水平及雷击跳闸率来衡量。

耐雷水平：雷击线路时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流的幅值，单位为KA。

线路的耐雷水平越高，线路绝缘发生冲击闪络的机会就越小。

雷击跳闸率：每100km线路每年有雷击所引起的跳闸次数。

是衡量线路防雷性能的综合指标。

线路防雷问题是一个综合的技术经济问题，在确定线路的具体防雷措施时，应根据线路的电压等级、负荷性质、系统运行方式、雷电活动的强弱、地形地貌的特点和土壤电阻率的高低等条件，特别要结合当地原有线路的运行经验通过技术经济比较来确定。