電力系統(tǒng)的防雷簡介

1、1 我國電力系統(tǒng)防雷簡介 2 雷電的簡介 3 這就是壯 觀的雷電 由此可見雷電 的放電通道是 彎曲的。 4 雷電形成的原因 雷雨云雷雨云 一般專業(yè)書中講的雷雨云就是指積 雨云。云的形成過程是空氣中的水汽經(jīng) 由各種原因達到飽和或過飽和狀態(tài)而發(fā) 生凝結(jié)的過程。使空氣中水汽達到飽和 是形成云的一個必要條件，其主要方式 有： 水汽含量不變，空氣降溫冷卻； 溫度不變，增加水汽含量； 既增加水汽含量，又降低溫度。 5 雷云由強大的潮濕的熱氣流不斷上升進入稀 薄的大氣層冷凝的結(jié)果。強烈的上升氣流穿過云 層，水滴被撞分裂帶電。輕微的水沫帶負電，被 風(fēng)吹的較高，形成大塊的帶負電的雷云；大滴水 珠帶正電，凝聚成雨

2、下降，或懸浮在云中，形成 一些局部帶正電的區(qū)域。雷云的底部大多帶負電， 它在地面上會感應(yīng)出大量的正電荷。這樣，在帶 有大量不同極性或不同數(shù)量電荷的雷云之間，或 者雷云與大地之間就形成強大的電場。隨著雷云 的發(fā)展和運動，一旦空間電場強度超過大氣游離 放電的臨界電場強度就會發(fā)生云間或云對大地的 放電。 6 雷電的放電過程 雷電的放電過程 包括三個階段 先導(dǎo)放電 主放電 余輝放電 7 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 一次雷電放電可能有多個分量， 但每個分量都包括三個階段。 流注停頓形成先導(dǎo)，流注停頓形成先導(dǎo)， 先導(dǎo)分級向前發(fā)展，先導(dǎo)分級向前發(fā)展， 流注最后

3、一次停頓后流注最后一次停頓后 形成主放電，主放電形成主放電，主放電 階段產(chǎn)生了閃電和雷階段產(chǎn)生了閃電和雷 聲，但僅有聲，但僅有30%的電的電 荷復(fù)合掉，荷復(fù)合掉，70%的電的電 荷在余輝階段復(fù)合。荷在余輝階段復(fù)合。 8 任一時任一時 刻，全球表刻，全球表 面連續(xù)發(fā)展面連續(xù)發(fā)展 著大約著大約1000 個雷暴。地個雷暴。地 球上每天約球上每天約 發(fā)生發(fā)生800萬次萬次 云對地的閃云對地的閃 電，平均每電，平均每 秒鐘有秒鐘有100次。次。 雷暴發(fā)展的雷暴發(fā)展的 波動每天總波動每天總 是向西移動是向西移動。 9 雷電活動強度 一個地區(qū)的雷電活動強度，用雷電 日和雷電小時表示。雷電日（雷電雷電日（雷電

4、 小時）小時）是指一年中有雷電的日數(shù) （小時數(shù)），在一天或一小時內(nèi)只 要聽到雷聲就作為一個雷電日或一 個雷電小時。 10 注意！ 雷電同樣會 向平坦的海 平面放電。 11 雷電放電的種類 1. 直擊雷 2. 感應(yīng)雷 3. 傳導(dǎo)雷 12 直擊雷直擊雷 n直擊雷：雷直接擊于被擊直擊雷：雷直接擊于被擊 物上，被擊物可能是建筑物上，被擊物可能是建筑 物、樹木或人等。物、樹木或人等。 n雷電流：雷流過低接地電雷電流：雷流過低接地電 阻（小于阻（小于30歐）被擊物時歐）被擊物時 的電流。的電流。 n我國測得的最大雷電流幅我國測得的最大雷電流幅 值為值為300KA。 13 感應(yīng)雷感應(yīng)雷 n感應(yīng)雷：由于電磁感

5、應(yīng)感應(yīng)雷：由于電磁感應(yīng) 形成的電壓升高。形成的電壓升高。 n感應(yīng)雷幅值一般不超過感應(yīng)雷幅值一般不超過 500KV，對，對110KV及以及以 上的線路不能構(gòu)成威脅。上的線路不能構(gòu)成威脅。 n感應(yīng)雷也是造成低壓電感應(yīng)雷也是造成低壓電 器設(shè)備損壞的主要雷害器設(shè)備損壞的主要雷害 之一。之一。 14 傳導(dǎo)雷傳導(dǎo)雷 n傳導(dǎo)雷：又稱入侵波，傳導(dǎo)雷：又稱入侵波， 是雷擊于導(dǎo)線后，雷電是雷擊于導(dǎo)線后，雷電 流沿導(dǎo)線傳播、并入侵流沿導(dǎo)線傳播、并入侵 被保護設(shè)備。被保護設(shè)備。 n傳導(dǎo)雷是造成低壓電器傳導(dǎo)雷是造成低壓電器 設(shè)備損壞的主要雷害之設(shè)備損壞的主要雷害之 一。一。 15 雷電對人的危害方式 在我國每年因雷擊造

6、成的人員傷亡估計在我國每年因雷擊造成的人員傷亡估計 為為30004000人財產(chǎn)損失估計在人財產(chǎn)損失估計在50100 億左右。億左右。 1.直接雷擊直接雷擊 2.旁側(cè)閃絡(luò)旁側(cè)閃絡(luò) 3.接觸電壓接觸電壓 4.跨步電壓跨步電壓 16 人遭直接雷擊的案例 參加足球賽的兩名隊員參加足球賽的兩名隊員 正并排站著相互盯著對方正并排站著相互盯著對方 時遭到雷擊，電流從頭部時遭到雷擊，電流從頭部 流到腳，雖然在兩人身上流到腳，雖然在兩人身上 都未發(fā)現(xiàn)燒灼痕跡，但在都未發(fā)現(xiàn)燒灼痕跡，但在 他們身體相鄰側(cè)留有樹枝他們身體相鄰側(cè)留有樹枝 狀電花圖。救治無效，兩狀電花圖。救治無效，兩 人死亡。人死亡。 17 接觸電壓接

7、觸電壓 兩個婦女正在一棵高大的云杉樹下避雨，閃電突兩個婦女正在一棵高大的云杉樹下避雨，閃電突 然擊中了那棵大樹，當(dāng)時一個人是背靠樹站著，然擊中了那棵大樹，當(dāng)時一個人是背靠樹站著， 她的衣服并未損壞，但在頭右邊有她的衣服并未損壞，但在頭右邊有4厘米厘米4厘米厘米 一塊頭發(fā)被燒焦了，變成了灰色。在這塊皮膚中一塊頭發(fā)被燒焦了，變成了灰色。在這塊皮膚中 有像擦傷的痕跡。在樹干上樹皮被燒壞很長的一有像擦傷的痕跡。在樹干上樹皮被燒壞很長的一 條，長度是從樹頂開始一直到離地約條，長度是從樹頂開始一直到離地約158厘米的厘米的 地方，正與死者身高相同。另一個婦女當(dāng)時正用地方，正與死者身高相同。另一個婦女當(dāng)時正

8、用 右手扶著那棵樹，她僅失去知覺十到十五分鐘，右手扶著那棵樹，她僅失去知覺十到十五分鐘， 她的下肢有兩三個小時不會動而且沒有知覺，她她的下肢有兩三個小時不會動而且沒有知覺，她 的身體以及腳上有燒傷，經(jīng)過治療，兩天以后就的身體以及腳上有燒傷，經(jīng)過治療，兩天以后就 出院了。出院了。 Take Care ! 18 跨步電壓 20002000年年6 6月月1717中午中午1212時時50555055分，分，上海上海 市郊市郊一村民顧一村民顧某某和妻子在水稻田正在插秧和妻子在水稻田正在插秧 時遭雷擊，顧時遭雷擊，顧某某當(dāng)場身亡，距其當(dāng)場身亡，距其3434米處米處 的妻子雙腳有發(fā)麻的感覺，據(jù)對雷擊發(fā)生的妻

9、子雙腳有發(fā)麻的感覺，據(jù)對雷擊發(fā)生 現(xiàn)場觀察，雷擊點四周空曠，在周圍現(xiàn)場觀察，雷擊點四周空曠，在周圍150150 200200米范圍內(nèi)無任何建筑物和高大的物體米范圍內(nèi)無任何建筑物和高大的物體 （如樹木等）。另據(jù)死者妻子講述，雷擊（如樹木等）。另據(jù)死者妻子講述，雷擊 發(fā)生時在死者身上有一團火光出現(xiàn)，除衣發(fā)生時在死者身上有一團火光出現(xiàn)，除衣 服濕透外，其他雷擊痕跡不明顯。服濕透外，其他雷擊痕跡不明顯。 19 旁側(cè)閃絡(luò) 1、一個士兵騎車經(jīng)過一棵樹時被雷擊中，他回憶當(dāng)時的情、一個士兵騎車經(jīng)過一棵樹時被雷擊中，他回憶當(dāng)時的情 景說：好像挨了一拳恨擊，他看見一道火光從樹向他射過景說：好像挨了一拳恨擊，他看見

10、一道火光從樹向他射過 來，自行車把帶了電。他的皮膚完好無損，沒有燒傷的痕來，自行車把帶了電。他的皮膚完好無損，沒有燒傷的痕 跡。跡。 2、七個兒童在帳篷里避雨時，帳篷柱子被雷擊中。五個幸、七個兒童在帳篷里避雨時，帳篷柱子被雷擊中。五個幸 存者都沒反映受傷，但死亡的兩個兒童左臉以及身體上都存者都沒反映受傷，但死亡的兩個兒童左臉以及身體上都 有燒傷的地方，在他們的小腳趾上都有電流流過的痕跡。有燒傷的地方，在他們的小腳趾上都有電流流過的痕跡。 3、旁側(cè)閃絡(luò)是由于人與雷電流泄放通道之間的電位差較高，、旁側(cè)閃絡(luò)是由于人與雷電流泄放通道之間的電位差較高， 引起氣隙擊穿造成的。引起氣隙擊穿造成的。 4、旁側(cè)

11、閃絡(luò)一般發(fā)生在樹下或金屬附近，因而打雷時不要、旁側(cè)閃絡(luò)一般發(fā)生在樹下或金屬附近，因而打雷時不要 在樹下避雨也要遠離金屬等可導(dǎo)電物體。在樹下避雨也要遠離金屬等可導(dǎo)電物體。 20 雷擊使人傷亡的生理原因 心跳停止心跳停止 雷擊致死的第一個重要生理效應(yīng)是人的心臟 停止供血，人的心臟有兩個心室，左心室 使血液流經(jīng)全身，右心室使血液流經(jīng)肺部， 正常人的兩個心室的肌肉都是同時收縮和 同時舒張以產(chǎn)生規(guī)律性的壓力造成血液循 環(huán)。當(dāng)電流通過心肌時，破壞了這種協(xié)調(diào)， 各心室獨立工作，不做有規(guī)律的收縮，而 是做軟弱的不規(guī)則的顫動，醫(yī)學(xué)上稱為纖 維性顫動。出現(xiàn)這種生理效應(yīng)時，血液停 止循環(huán)，約4分鐘即可導(dǎo)致死亡。 2

12、1 呼吸停止呼吸停止 電擊的第二個生理效應(yīng)是使呼吸停止。造 成呼吸停止可分為兩種情況。第一種是電流 通過胸部，使肌肉收縮，阻礙了呼吸運動，由 于電流持續(xù)時間不過是十分之幾毫秒，所以人 能很快恢復(fù)呼吸，沒有生命危險。第二種則是 雷電流通過腦下部的呼吸中樞，就要長期停止 呼吸了。不過這種情況，常可以在雷擊后進行 人工呼吸搶救過來，只要沒有停止血液循環(huán)或 發(fā)生其他并發(fā)癥就好。 22 雷擊的急救方法 1.人工呼吸 對于停止呼吸的人，要及早進 行人工呼吸搶救工作，要有耐 心，堅持一二天都有可能救活。 人工呼吸越早越好，因為人腦 缺氧時間超過十分鐘就有致命 危險。 2.體外心臟按摩法 23 個人防雷知識

13、打雷時盡量不要在戶外活動，若在戶外不 要高舉帶金屬的物體，不要在孤立的物體 旁邊或下面避雨，不要站在又高又尖的地 方和水陸交界處。當(dāng)在戶外看見閃電幾秒 鐘內(nèi)就聽見雷聲時，說明正處于近雷暴的 危險環(huán)境，此時應(yīng)停止行走，兩腳并攏并 立即下蹲，不要與人拉在一起。在建筑物 內(nèi)不要靠近外露金屬導(dǎo)體和電氣設(shè)備，不 要使用有外接天線的電視和收音機、不要 打電話。 24 防雷的發(fā)展 1.我國古代防雷技術(shù) 2.近代防雷技術(shù) 3.現(xiàn)代防雷技術(shù) 25 中國古代防雷 人類對雷電采取防護措施，最早人類對雷電采取防護措施，最早 可追溯到可追溯到12 12世紀。我國湖南尚存的世紀。我國湖南尚存的 岳陽慈氏塔（約在岳陽慈氏塔

14、（約在11001100年重建），年重建）， 自塔頂有六條鐵鏈六個角下垂至地自塔頂有六條鐵鏈六個角下垂至地 面上一點高度，可用來防止雷擊損面上一點高度，可用來防止雷擊損 壞。有的古塔還將此類鐵鏈沉入井，壞。有的古塔還將此類鐵鏈沉入井， 實現(xiàn)良好接地。中國古代屋宇頂上實現(xiàn)良好接地。中國古代屋宇頂上 的龍嘴伸出舌須，或許是人們寄希的龍嘴伸出舌須，或許是人們寄希 望于防止龍抓（雷擊）。望于防止龍抓（雷擊）。 26 “雷火煉殿”與防雷 所謂“雷火煉殿”是指這樣一種情景。過去， 每當(dāng)雷雨交加時，武當(dāng)山主峰天柱峰絕頂上的金 殿周圍雷聲震天，電閃撕地，無數(shù)盆大的火球在 金殿周圍來回滾動，雨過天睛后，大殿金光燦

15、爛， 象被洗過一樣，道士們認為這是天帝為了保持金 殿的圣潔不被污染而進行的天工洗煉，從而使金 殿更加完美。 “雷火煉殿”是自然界雷電現(xiàn)象的正常反映， 也是我國古代人們獨具匠心的結(jié)果，一方面有防 雷的效果，另一方面又使道教圣地武當(dāng)山上出現(xiàn) 了如此壯觀的情景。 27 武當(dāng)山地處華中腹地，氣候溫和，土壤肥沃， 雨量適中，南北植物均能在這里生長，數(shù)千種植 物組成的茫茫林海，郁郁蔥蔥，終年長青。武當(dāng) 山主峰天柱蜂，海拔1612米，登上天柱峰絕頂， 人們仿佛進入了云端。雷雨天，云層與天柱峰絕 頂更近，落雷時有發(fā)生。在這樣一座道教圣地的 深山絕頂上建筑大殿，既要表現(xiàn)“雷公雨師”顯 靈的玄妙色彩，又要使建筑物

16、有防雷效果。 1416年秋，我國古代勞動人民在天柱峰絕頂上 建筑了金殿。金殿面闊進深均為三間，高5.54米， 長4.4米，寬3.15米，不僅規(guī)模宏大，而且全為 銅鑄鎏金。重檐迭脊，翼角飛舉，脊飾珍禽異獸， 堪稱銅鑄工藝的奇跡。武當(dāng)山重巒迭嶂，氣候多 變，異?；靵y的風(fēng)向使云層之間摩擦頻繁而帶大 量電荷。 28 金殿建在天柱峰絕頂上是一座龐大的導(dǎo)電體。每 當(dāng)大量帶電積雨云向金頂運動時，云層與金殿頂 部之間形成了巨大的電勢差，又因為金殿頂部除 脊飾外，曲率都不太大，當(dāng)電勢差達到一定數(shù)值 時，就會使空氣電離，產(chǎn)生電弧，這就是閃電。 同時強大電弧使周圍空氣劇烈膨脹而爆炸，于是 電弧發(fā)生變形而形成火球，并

17、發(fā)出雷鳴，這就出 現(xiàn)了“雷火煉殿”的奇觀。但是脊飾本身曲率較 大，在一定程度上又起到了避雷針的作用，在電 勢差過大的時候，能使部分電荷放電，不會由于 “雷火煉殿”的程序過猛而使金殿受壓變形。 金殿歷經(jīng)500多年風(fēng)雨雷電，至今仍輝煌燦 爛。它突出地表現(xiàn)了我國幾千年來的優(yōu)秀文化傳 統(tǒng)和中華民族特有的科學(xué)風(fēng)姿。 29 近代研究防雷的三位先驅(qū) 由于雷擊會給人類帶來災(zāi)害，因 此，人類很早就與雷害進行斗爭。 其中取得卓越成就的有18世紀中葉 著名科學(xué)家 富蘭克林富蘭克林(Franklin)(Franklin)； MBMB羅蒙諾索羅蒙諾索(JIOMOHOCOB)(JIOMOHOCOB)； LBLB黎赫曼黎赫

18、曼(PHXMAH(PHXMAH)。 他們通過大量實驗建立了雷電學(xué)說， 認為雷擊是云層中大量陰電荷和陽 電荷迅速中和而產(chǎn)生的現(xiàn)象；并且 創(chuàng)立了避雷理論，發(fā)明了避雷針。 他們?nèi)〉玫倪@些科學(xué)成就，已為人 類作出了重大的貢獻。 30 富蘭克林與避雷針 1752年年6月的一個下午，美國費城的上空烏云翻滾，月的一個下午，美國費城的上空烏云翻滾， 不時閃爍著青白色的電光，一場大雷雨即將來臨。不時閃爍著青白色的電光，一場大雷雨即將來臨。 富蘭克林和他的兒子一起乘著風(fēng)勢，將一只富蘭克林和他的兒子一起乘著風(fēng)勢，將一只 頂端綁頂端綁 著金屬絲、金屬絲連著細繩、細繩連著綢帶、綢帶著金屬絲、金屬絲連著細繩、細繩連著綢帶

19、、綢帶 和繩子之間掛有一把鑰匙的風(fēng)箏放上了天。然后，和繩子之間掛有一把鑰匙的風(fēng)箏放上了天。然后， 他倆躲在草棚的屋檐下，手中緊握著沒有被雨水淋他倆躲在草棚的屋檐下，手中緊握著沒有被雨水淋 濕的綢帶，觀察著風(fēng)箏的動靜。濕的綢帶，觀察著風(fēng)箏的動靜。 突然，一道閃電掠突然，一道閃電掠 過只見風(fēng)箏引繩上的金屬絲一下子豎了起來，這說過只見風(fēng)箏引繩上的金屬絲一下子豎了起來，這說 明雷電已通過風(fēng)箏和引繩傳導(dǎo)了下來。富蘭克林于明雷電已通過風(fēng)箏和引繩傳導(dǎo)了下來。富蘭克林于 是用手去碰那鑰匙，是用手去碰那鑰匙，“哧哧”的一聲，一個電火花在手的一聲，一個電火花在手 指與鑰匙指與鑰匙 之間閃過，同時他的手指感到了一陣

20、刺痛。之間閃過，同時他的手指感到了一陣刺痛。 富蘭克林顧不得疼痛，趕緊叫兒子拿來萊頓瓶（一種富蘭克林顧不得疼痛，趕緊叫兒子拿來萊頓瓶（一種 舊式電容器），并迅速把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接舊式電容器），并迅速把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接 起來，頓時，萊頓瓶火花四射，說明萊頓瓶充電了。起來，頓時，萊頓瓶火花四射，說明萊頓瓶充電了。 31 避雷針是一種引雷 裝置，它歪變了空 間電場，改變了先 導(dǎo)發(fā)展的路徑，引 雷于自身，使周圍 被保護物受到保護。 一百五十多年前發(fā) 明的避雷針今天仍 被廣泛使用 。 32 現(xiàn)代防雷技術(shù) 避雷針最開始只用在建筑防雷上， 且當(dāng)時人們也只注意建筑防雷。在20 世紀之初，因為電

21、信和電力的發(fā)展， 促使防雷技術(shù)有了新的發(fā)展。 19世 紀80年代末就出現(xiàn)第二種避雷裝置 導(dǎo)電器，它實際上是一個火花間隙。 在富蘭克林時代，只注重直擊雷的災(zāi) 禍，20世紀之后，電力部門注意到感 應(yīng)雷（或者叫雷電的二次效應(yīng)）的禍 害。德國W.Peterson（1914）提出用 接地避雷線防雷的理論。 33 1922年美國西屋公司制成 自動閥型避雷器，1927年美 國開始采用非游離氣體遮斷工 頻續(xù)流的管型避雷器，20世 紀50年代初磁吹閥型避雷器 問世。1968年日本大阪松下 電器研制出新一代的無間隙避 雷器，它實質(zhì)上是一種金屬氧 化物非線性電阻，現(xiàn)在它已成 為避雷器的主流了。 34 電力系統(tǒng)避雷器

22、的發(fā)展 1.保護間隙 2.管型避雷器 3.普通閥型避雷器 4.瓷吹閥型避雷器 5.氧化鋅避雷器 35 最原始的避雷器-保護間隙 19世紀80年代末才出現(xiàn)了最原始的避 雷器保護間隙。保護間隙是利用高溫電弧 使空氣受熱上升吹弧，和利用電弧自身產(chǎn) 生的電動力吹弧，最終使電弧熄滅。但保 護間隙有： 1. 過電壓消失后間隙流過工頻續(xù)流； 2. 伏秒特性陡且分散性大； 3. 有截波產(chǎn)生等缺點。 36 管型避雷器 20世紀20年代末，研制了一 種能自動熄弧的管型避雷器 。 管型避雷器是利用工頻電流流過 間隙時使產(chǎn)氣材料受熱分解出大 量氣體吹弧，使電弧熄滅。管型 避雷器的實質(zhì)還是具有一定滅弧 能力的保護間隙，

23、因此同樣有： 伏秒特性陡且分散性大；容易伏秒特性陡且分散性大；容易 形成截波的缺點。形成截波的缺點。20世紀80年 代初我國研制了一種新型的管型 避雷器。新型的管型避雷器是利 用雷電流產(chǎn)氣滅弧，因而沒有續(xù) 流。 管型避雷器管型避雷器 37 普通閥型避雷器 普通閥型避雷器的保護作用是利用SiC 閥片的非線性特性，在過電壓下電阻變的 很小，可大量泄放雷電流限制過電壓。如 果避雷器的殘壓低于被保護設(shè)備的沖擊耐 壓被保護設(shè)備得到保護。而在雷電壓過后 電阻變大限制工頻續(xù)流，在工頻續(xù)流第一 次過零時電弧熄滅。普通閥型避雷器不但 可以使間隙可靠滅弧，還限制了截波的產(chǎn) 生。 38 瓷吹避雷器 磁吹避雷器是利用

24、磁場使電弧旋轉(zhuǎn)或 拉長來加強去游離以提高滅弧能力的避雷 器。建國初期我國電力系統(tǒng)使用的瓷吹避 雷器都是蘇改產(chǎn)品。到了1980年，我國的 西安磁電廠生產(chǎn)出500KV的線路型（FCX） 和電站型(FCZ)磁吹避雷器。 39 氧化鋅避雷器 磁吹避雷器只是通過改進間隙來改善避 雷器的保護性能，而氧化鋅避雷器則通過 改進閥片來提高保護性能。氧化鋅電阻片 的通流容量為碳化硅的4倍。氧化鋅線性電 阻的非線性非常優(yōu)異。所以氧化鋅避雷器 具有保護特性好、通流容量大、動作反應(yīng)保護特性好、通流容量大、動作反應(yīng) 快、結(jié)構(gòu)簡單、體積小和重量輕快、結(jié)構(gòu)簡單、體積小和重量輕等特點。 40 220kV 110kV 66kV

25、35kV 10kV 6kV 0.22-0.5kV 0.22-220kV 交流系統(tǒng)用 瓷套式無間隙金屬氧化物避雷器 你看你看 這是這是 什么？什么？ 41 33kV 66kV 110kV 220kV 35220kV交流輸電線路用交流輸電線路用 復(fù)合外套有串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器復(fù)合外套有串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器 33kV 66kV 110kV 220kV 35220kV交流系統(tǒng)用交流系統(tǒng)用 復(fù)合外套無間隙氧化鋅避雷器復(fù)合外套無間隙氧化鋅避雷器 42 我國輸電線路的情況 截至截至20032003年底，我國年底，我國 66kV66kV及以上的輸電線路及以上的輸電線路 總長度約為總長度約為38.638.6萬萬

26、kmkm， 其中其中110kV110kV輸電線路（包輸電線路（包 括括66kV66kV）為）為19.419.4萬萬kmkm， 220kV220kV輸電線路輸電線路16.316.3萬萬kmkm， 330kV330kV輸電線路輸電線路1.31.3萬萬kmkm， 500kV500kV輸電線路輸電線路3.93.9萬萬kmkm， 500kV500kV直流輸電線路為直流輸電線路為 0.350.35萬萬kmkm。 43 輸電線 路經(jīng)常 遭受雷 擊。國 內(nèi)外的 運行統(tǒng) 計表明， 高壓輸 電的總 跳閘次 數(shù)中， 雷電引 起的次 數(shù)占40 -70。 44 輸電線路的雷害方式 1. 雷擊桿塔； 2. 雷擊避雷線 檔

27、距中央； 3. 雷電繞過避雷 線直擊導(dǎo)線 （即繞擊）； 45 架設(shè)避雷線是輸電線路的基本防雷措施 避雷線主要作用為防止雷直擊導(dǎo)線；此外還有以 下作用： 1.對塔頂雷擊起分流作用，從而減低塔頂電位； 2.對導(dǎo)線有耦合作用，從而降低絕緣子串上的電壓； 3.對導(dǎo)線有屏蔽作用，從而降低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓。 46 輸電線路的防雷性能 輸電線路的防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷耐雷 水平和雷擊跳閘率水平和雷擊跳閘率來衡量。雷擊線路時線 路絕緣不發(fā)生沖擊閃絡(luò)的最大雷電流幅值 稱為“耐雷水平”，單位kA。線路的耐雷 水平越高，線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò)的機會 越小。100km線路每年由雷擊引起的跳閘 次數(shù)稱為“雷擊跳閘率”

28、，這是衡量線路 防雷性能的綜合指標(biāo)。 47 線路型避雷器的應(yīng)用 為了減小線路 的雷擊事故，提高 供電可靠性，自 1980年開始，國外 開展了應(yīng)用避雷器 來降低線路雷擊事 故的研究，并已成 功應(yīng)用到輸電線路 上。 這是 110kV的 氧化鋅 避雷器 48 發(fā)電廠、變電所的防雷發(fā)電廠、變電所的防雷 雷害可能來自兩個方面： 1.雷直擊于發(fā)電廠、變電所； 2.雷擊線路，沿線路向發(fā)電廠、變電所入侵 的雷電波。 防雷措施： 對直擊雷的防護，一般采用避雷針和避 雷線。對入侵波的防護，一般安裝氧化鋅 避雷器。 49 50 電力系統(tǒng)過電壓的分類 工頻過電壓： 空載線路的電容效應(yīng)引起的工頻電壓的升高； 不對稱短路

29、引起的工頻電壓升高； 甩負荷引起的工頻電壓升高； 操作過電壓； 切空載線路過電壓； 合空載線路過電壓； 切空載變壓器過電壓； 中性點不接地的弧光接地過電壓。 諧振過電壓： 線性諧振過電壓； 鐵磁諧振過電壓； 參數(shù)諧振過電壓。 51 氧化鋅避雷器的發(fā)展 1.氧化鋅避雷器的優(yōu)點 2.當(dāng)今電力系統(tǒng)對避雷器的要求 3.無間隙氧化鋅避雷器和有間隙氧化鋅避雷 器的性能比較 4.氧化鋅避雷器的新課題 52 當(dāng)今電力系統(tǒng)對避雷器的要求當(dāng)今電力系統(tǒng)對避雷器的要求 具有完全的防雷功能，即對雷電陡波和雷電幅值同樣 有限壓保護作用； 防雷保護作用下不會造成電力網(wǎng)接地故障或相間短路 故障； 防雷保護作用不應(yīng)有短路電流或

30、工頻續(xù)流等工頻能源 浪費； 動作特性應(yīng)具有長期運行穩(wěn)定性，免受暫態(tài)過電壓的 危害； 應(yīng)具有連續(xù)沖擊保護能力； 應(yīng)具有較小的外型尺寸，小型輕量化更便于室內(nèi)手車 柜使用； 應(yīng)具有20年使用壽命； 最好能帶脫離器監(jiān)察，當(dāng)其失效時自動退出運行。 53 無間隙氧化鋅避雷器和串間隙氧化鋅避雷器無間隙氧化鋅避雷器和串間隙氧化鋅避雷器 類型串間隙型無間隙型 性能劣 化 只在串聯(lián)間隙動作時才承受 工作電壓的作用，很少 劣化，壽命長 長期承受工作電壓的作用， 壽命短 殘壓適當(dāng)提高荷電率，即 減 少閥片數(shù)，使殘壓降 低 比串聯(lián)間隙的殘壓低 故障安全性不需要特殊的故障脫落裝置需要特殊的脫落裝置 通流容量通流容量大，有

31、暫態(tài)過電壓 承受能力強的特點 通流容量比串間隙的小，暫 態(tài)過電壓是其致命弱點 絕緣配合裕 度 絕緣配合裕度小，與復(fù)合絕 緣自串配合難 不存在與絕緣子串放電特性 配合的問題 放電特性分散性比無間隙大穩(wěn)定 其它原則上有放電延時 容易實現(xiàn)緊湊設(shè)計 無放電延時 54 氧化鋅避雷器的新課題 1.高電位電阻片 2.復(fù)合絕緣外套的老化問題 3.機械耐受性能測試問題 55 高電位電阻片 國內(nèi)氧化鋅電阻片梯度約200V/mm。 而日本已研制出大容量、高梯度的氧化鋅 電阻片，梯度可達400V/mm。研制出高電 位梯度的電阻片，可以減小50的閥片體 積和簡化避雷器的結(jié)構(gòu)。提高氧化鋅避雷 器的性能。 56 復(fù)合絕緣外

32、套的老化問題 自上世紀80年代開始研制復(fù)合絕緣外 套避雷器以來，迄今復(fù)合外套避雷器在國 內(nèi)外都得到了廣泛的發(fā)展。復(fù)合外套避雷 器具有很強的耐污性憎水性和抗老化性， 外殼不會因為電或熱的過載作用而破裂或 爆破，與傳統(tǒng)的瓷套相比，復(fù)合外套避雷 器的質(zhì)量減輕了50，長度減少了25。 復(fù)合外套避雷器空腔充硅橡膠，而硅橡膠 老化問題嚴重，而且各材料膨脹系數(shù)不一 樣，易形成氣體間隙，降低絕緣水平。向 空腔充硅橡膠時會形成氣泡，導(dǎo)致局部放 電。 57 機械耐受性能測試問題 以前避雷器的外套是瓷套，相對而言， 瓷外套是“ 剛體”，復(fù)合外套則為“ 彈性 體”。進行機械負載實驗時，瓷外套的斷 裂等于破壞，未斷裂等于耐受，界限很分 明。而對復(fù)合外套而言，斷裂的情況的較 少，更多的情況是變形（有彈性成份，也 有非彈性成份）。何種變形是破壞？何種 變形是耐受呢？界限極不分明。為了進行 科學(xué)的判斷，必須合理的規(guī)定破壞和耐受 的分界線，這需要一定的研究和運行經(jīng)驗， 目前都國很缺乏。更何況，變形還可能影 響避雷器的密封、局部放電等其它性能。 58 特高壓輸電線路 特高壓輸電的研究始于 20世紀60年代后半期，蘇 聯(lián)于1985年建