郑州大学：《高电压技术》课程教学课件（讲稿）第八章 电力系统的防雷保护

第八章电力系统防雷保护

电力系统防雷保护 第八章 H i g h v o l t a g e t e c h n o l o g y

第八章电力系统的防雷保护目录>8.1架空输电线路防雷保护>8.2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 架空输电线路防雷保护 ➢ 8.2 变电所的防雷保护 ➢ 8.3 旋转电机的防雷保护 目录

第一节架空输电线路防雷保护1.输电线路耐雷性能的若干指标每100km线路的年落雷次数NB'b+4hN=yx100xxTa=a/次/（100km·年））101000b+4h如取Tg=40，则N=0.07××40=0.28(b+4h）10式中h一避雷线的平均对地高度，m：通常可利用下式求得21-3式中h一避雷线在杆塔上的悬点高度，m;f一避雷器的弧垂，m。TB'=b+4h为线路的等效受雷宽度，b为两避雷线距离，h为避雷线平均对地高度。Y[次/（雷暴日km)]

第一节 架空输电线路防雷保护 B’=b+4h为线路的等效受雷宽度，b为两避雷线距离，h为避雷线 平均对地高度。ϒ[次/(雷暴日km2 )] 每100km线路的年落雷次数N 1.输电线路耐雷性能的若干指标

第一节架空输电线路防雷保护1.输电线路耐雷性能的若干指标(1)耐雷水平 (I)雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引起绝缘闪络的最小雷电流幅值。各级电压线路应有的耐雷水平额定电Un3566110220330500(kV)耐雷水平I20~3030~6040~7575~110100~150125~175(kA)雷电流超过I的概率P7~259~4646~2114~635~143.8~1(%)

第一节 架空输电线路防雷保护 1.输电线路耐雷性能的若干指标 （1）耐雷水平（I） ——雷击线路时，其绝缘尚不至于发生闪络的最大雷电流幅值或能引 起绝缘闪络的最小雷电流幅值。 各级电压线路应有的耐雷水平

第一节架空输电线路防雷保护1.输电线路耐雷性能的若干指标(2)(n)雷击跳闸率T.=40情况下，100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。[次/（100km·40雷暴日）］建弧率（n）一冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率n=(4.5E0.75 -14)×10-2式中E一绝缘子串的平均工作电压梯度，kV/m

第一节 架空输电线路防雷保护 1.输电线路耐雷性能的若干指标 （2）雷击跳闸率（n） Td =40情况下，100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。 [次/（100km·40雷暴日）] 建弧率（η）—冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率。 式中 E—绝缘子串的平均工作电压梯度，kV/ m。 (4.5E 14) 10 0.75 −2  = − 

第一节架空输电线路防雷保护1.输电线路耐雷性能的若于指标对中性点有效接地系统UnE :/31,对中性点非有效接地系统UE=21, +12式中U。一线路额定电压（有效值），kV;l一绝缘子串长度，m;1，一木横担线路的线间距离，m。T

对中性点有效接地系统 对中性点非有效接地系统 1 n 3l U E = —木横担线路的线间距离， 。 —绝缘子串长度， 式中 —线路额定电压（有效值）， ； l m l m; U kV 2l l U E 2 1 n 1 2 n + = 第一节 架空输电线路防雷保护 1.输电线路耐雷性能的若干指标

第一节架空输电线路防雷保护2.线路雷害事故发展过程及防护措施(1）发展过程雷电放电一雷电过电压一线路绝缘冲击闪络一建立工频电弧一→断路器跳闸一→停电(2)防护措施一一“四道防线1防直击具体措施：装设避雷线防闪络具体措施：a.降低杆塔的冲击接地电阻；线路杆塔的工频接地电阻b.架设避雷线；c.装设耦合地线；d.装设管型避雷器；e.加强绝缘

第一节 架空输电线路防雷保护 2.线路雷害事故发展过程及防护措施 (1) 发展过程 雷电放电→雷电过电压→线路绝缘冲击闪络→建立工频电弧→断路器跳闸→停电 (2) 防护措施——“四道防线” 防直击 具体措施：装设避雷线 防闪络 具体措施： a. 降低杆塔的冲击接地电阻；线路杆塔的工频接地电阻 b. 架设避雷线； c. 装设耦合地线； d. 装设管型避雷器； e. 加强绝缘

第一节架空输电线路防雷保护2.线路雷害事故发展过程及防护措施防建弧具体措施：(i）加强绝缘；(ii）加消弧线圈围 (中性点)防停电具体措施：(i）采用自动重合闸；(i）双回路或环网供电。777777777

第一节 架空输电线路防雷保护 2.线路雷害事故发展过程及防护措施 防建弧 具体措施： （i）加强绝缘； （ii）加消弧线圈（中性点） 防停电 具体措施： （i）采用自动重合闸； （ii）双回路或环网供电

第一节架空输电线路防雷保护3.雷击线路方式（1）绕击导线绕击时雷电过电压U^=100I。如令UA=50%冲击放电电压，220kV线路绝缘子串为1200kV，则耐雷水平为12kA。根据公式可知绕击跳闸次数影响线路耐雷因素：线路绝缘、接地电阻、耦合系数（避雷线最远处导福中线耦合系数小）（2）雷击避雷线雷击档距中央避雷线线路过电压幅值最大,U^=11.7l（kV)1为档距长度，220kV输电线路档距一般为200-600米。（3）雷击杆塔引起绝缘子串闪络最严重条件为雷击塔顶（这时大部分雷电流从该杆塔入地），雷电过电压分量包括：横担下塔身电感和接地电阻压降、塔顶电压沿避雷线传播导线上感应压降、导线感应过电压、工频电压

第一节 架空输电线路防雷保护 3.雷击线路方式 （1）绕击导线 • 绕击时雷电过电压UA=100I。如令UA=50%冲击放电电压，220kV线路 绝缘子串为1200kV,则耐雷水平为12kA。 • 根据公式可知绕击跳闸次数 • 影响线路耐雷因素：线路绝缘、接地电阻、耦合系数（避雷线最远处导 线耦合系数小） （2）雷击避雷线 • 雷击档距中央避雷线线路过电压幅值最大,UA=11.7l （kV） • l为档距长度，220kV输电线路档距一般为200-600米。 （3）雷击杆塔 • 引起绝缘子串闪络最严重条件为雷击塔顶（这时大部分雷电流从该杆塔 入地），雷电过电压分量包括：横担下塔身电感和接地电阻压降、塔顶 电压沿避雷线传播导线上感应压降、导线感应过电压、工频电压

第二节变电所的防雷保护1.变电所的直击雷保护1.变电所的直击雷保护雷害来源：直击雷；输电线路雷电波侵入;(1）措施装设避雷针、避雷线。使所有的设备处于避雷针、避雷线保护范围之内；此外，还应采取措施，防止雷击避雷针的反击事故。（2）注意事项避雷针安装方式：独立避雷针、构架避雷针；避雷针与设备在空气中的距离（Ri冲击接地口s0电阻)S≥0.2R;+0.1hE独立避雷针离配电构架的距离避雷针与设备在土壤中的距离1-变压器；2-母线US≥0.3RE2在一般情况下，sk≥5m，、sg≥3m

1.变电所的直击雷保护 第二节 变电所的防雷保护 1.变电所的直击雷保护 （1）措施 装设避雷针、避雷线。使所有的设备处于 避雷针、避雷线保护范围之内；此外，还应 采取措施，防止雷击避雷针的反击事故。 （2）注意事项 避雷针安装方式：独立避雷针、构架避雷针 ；避雷针与设备在空气中的距离（Ri冲击接地 电阻） 避雷针与设备在土壤中的距离 在一般情况下，sk≥5m，、sd≥3m。 ,s 0.2R 0.1h E U S k i 1 A k   + d i 2 B d ,s 0.3R E U S   雷害来源：直击雷；输电线路雷电波侵 入； 独立避雷针离配电构架的距离 1-变压器；2-母线