高電壓工程PPT課件

1、110.1 輸電線路的感應雷過電壓 當雷擊于線路附近大地或線路桿塔時，由于雷電通道周圍空間電磁場的急劇變化，會在輸電線路上感應產(chǎn)生過電壓。該過電壓由靜電分量和電磁分量兩部分構成。 感應過電壓的形成 （a） 雷電先導階段 （b）雷電主放電階段第1頁/共23頁2 靜電分量:雷擊地面主放電開始后，先導通道中的負電荷被迅速中和，導線上的束縛電荷轉變成自由電荷，沿導線向兩側運動形成過電壓。這種由于先導通道中電荷所產(chǎn)生的靜電場突然消失而引起的感應電壓，稱為感應過電壓的靜電分量。 電磁分量:主放電通道中的雷電流在通道周圍空間產(chǎn)生了強大的磁場，該磁場交鏈導線與大地的回路，也將使導線上感應出電壓。這種由于主放電

2、通道中雷電流所產(chǎn)生的磁場變化而引起的感應電壓，稱為感應過電壓的電磁分量。 第2頁/共23頁3 感應過電壓Ui與雷電流幅值I成正比；與導線懸掛的平均高度hd成正比，與雷擊點距導線的距離S成反比。雷擊線路附近地面（S65m）n雷擊無避雷線線路 n雷擊有避雷線線路ShIUci 25)1 ()1 (kUhhkUkUUUgdcgcigicici第3頁/共23頁4 感應雷過電壓幅值一般不超過300400kV。 110kV及以上線路，由于線路的絕緣水平較高，一般不會引起閃絡。對35kV以下線路絕緣有威脅。 感應過電壓在三相導線中同時存在，相間電位差很小，不會引起架空線路的相間絕緣閃絡，而只能引起對地閃絡，如

3、果兩相或三相同時對地閃絡，則形成相間短路。第4頁/共23頁5 當導線上方架設有避雷線，發(fā)生雷擊導線附近大地時，由于避雷線的屏蔽作用，導線上的感應電荷會減少，從而導線上的感應過電壓將會下降。 25gi gIhUS25ci cIhUScicgUhh)1 (cgcigicicihhkUkUUU第5頁/共23頁6 雷擊線路桿塔時，導線上的感應雷過電壓 （S65m) 一般桿塔高度小于40m以下的線路，在無避雷線時， = I /2.6 有避雷線時，ccihU)1 ()1 (khhhkhUccgcci第6頁/共23頁710.2 輸電線路的直擊雷過電壓和耐雷水平雷直擊于有避雷線的線路有三種情況： 雷擊桿塔塔頂

4、及其附近避雷線； 雷繞擊于導線； 雷擊檔距中央的避雷線。 第7頁/共23頁8一、雷擊桿塔塔頂時的耐雷水平 經(jīng)桿塔入地的電流it與雷擊桿塔的總雷電流i的比值稱為分流系數(shù)， =iit第8頁/共23頁9 桿塔塔頂電位 )(dtdiLiRdtdiLiRutitttitop6 . 2Idtdi)6 . 2(titopLRIU第9頁/共23頁2.2.導線電位導線電位U Ud d耦合分量耦合分量(k (k 一般一般 0.20.2 0.250.25) )感應分量感應分量)1 (6 . 21dkIh)1 (6 . 21dtdkIhkUU所以所以: :tkU第10頁/共23頁11 導線電位 由于避雷線與導線之間的

5、耦合作用，在導線上將產(chǎn)生耦合電位kUtop，該電位分量與雷電流極性相同。在發(fā)生雷擊桿塔主放電時，導線上還存在感應電位hc（1k），該電位分量與雷電流極性相反。 )1 (cgctopchhkhkUU)6 . 2()6 . 2(tatiaiahhLRILRIU橫擔處的對地電位幅值Ua為式中La為橫擔以下塔身的電感。La=L0ha=Lt（ha/ht），L0為單位高度塔身的電感。第11頁/共23頁12 線路絕緣子串上的電位差 )1 (cgctopacalihhkhkUUUUU)1 (6 . 2)6 . 2()6 . 2(cgctitatihhkhILRIkhhLRI6 . 2)1 (6 . 2)()1

6、 (ccgttaihkhhLkhhRkI第12頁/共23頁 雷擊桿塔時的耐雷水平I1為6 . 2)1 (6 . 2)()1 (%501ccgttaihkhhLkhhRkUI 當忽略避雷線與橫擔高度的差別，即htha、且hghc時， 6 . 2)6 . 2()1 (%501ctihLRkUI例例: 110kV: 110kV線路，取線路，取k k =0.2=0.2， 0.90.9， L Lt t=16=16 H H，h hd d=10m=10m，U U5050700 kV, R700 kV, Ri i=10(=10() )(6 .476 . 210)106 . 216(9 . 0)2 . 01 (

7、700kAI第13頁/共23頁14二、 雷繞擊導線時的耐雷水平 流經(jīng)雷擊點的電流為 2/2000cZZZii雷擊點的電位為cccdZZZZiZiu002202ZZcZc=400 Ud = 100 I 雷繞擊輸電線路的耐雷水平I2為 100%502UI 第14頁/共23頁153、雷擊避雷線檔距中央雷擊點電位221ggBLdtdiLU我國規(guī)程規(guī)定，檔距中央避雷線與導線間的空氣間隙距離SS0.012l+1（m） l為檔距長度實際輸電線路的避雷線和導線間的空氣間隙按上式的要求設計，故雷擊檔距中央避雷線時不會發(fā)生沖擊閃絡。 第15頁/共23頁164、輸電線路雷擊跳閘率 輸電線路雷擊跳閘共經(jīng)過四個過程：雷

8、擊線路；線路絕緣發(fā)生沖擊閃絡；在沖擊閃絡的弧道上建立穩(wěn)定的工頻電??；繼電保護動作跳閘。雷暴日為40地區(qū)，100km線路年落雷次數(shù)為N雷擊桿塔次數(shù)雷繞擊桿塔次數(shù)雷擊桿塔時引起閃絡次數(shù)雷繞擊桿塔引起閃絡次數(shù)gNN1PNN21PgN2PgN第16頁/共23頁17 沖擊電弧轉化為穩(wěn)定的工頻電弧的概率，稱為建弧率。建弧率與工頻弧道中的平均電場強度E有關， 275. 010)145 . 4(E對中性點有效接地系統(tǒng) inlUE3 對中性點非有效接地系統(tǒng)inlUE2第17頁/共23頁18雷擊桿塔時引起跳閘次數(shù)雷繞擊導線引起跳閘次數(shù)gNPn1122PPNn有避雷線的輸電線路雷擊跳閘率n為 )()4(28. 0)

9、(21212121PPPghbPPPgNPPNPgNnnn第18頁/共23頁112122.(1022)3.(1023)2.(1024)0.28(4)().(1025)niniUElUElnnnNgPNPPbhgPPP0.75-2對 中 性 點 有 效 接 地 系 統(tǒng)對 中 性 點 非 有 效 接 地 系 統(tǒng)（ 4.5E-14） 10于 是 ：第19頁/共23頁四 輸電線路雷擊跳閘率 12.(10 18).(10 19)lg3.9.().(1020)86lg3.35.().(1021)86ttNN gNN PhPhP雷繞擊導線次數(shù)其中對平原線路對山區(qū)線路雷擊塔頂次數(shù)第20頁/共23頁2110.3 輸電線路的防雷措施 架設避雷線 降低桿塔接地電阻 架設耦合地線 采用中性點非有效接地方式 加強線路絕緣 采用不平衡絕緣方式 裝設自動重合閘 采用線