高電壓技術—輸電線路的防雷保護概述了解原子的結構及電離的概念學習目標熟悉衡量線路防雷性能優劣的兩個指標（耐雷水平、雷擊跳閘率）能描繪輸電線路遭受雷擊的幾種情景領會輸電線路防雷的意義（重要性）01輸電線路防雷的意義一.輸電線路防雷保護的意義1、線路易受雷擊，電力系統中的雷害事故多數是由雷擊線路造成的2、沿著線路的雷電侵入波威脅發、變電站內電氣設備的安全02衡量線路防雷性能的指標二.衡量線路防雷性能的指標1.耐雷水平雷擊線路時，線路絕緣不發生閃絡的最大雷電流幅值（KA）2.雷擊跳閘率每100km線路每年（Td=40）由于雷擊引起的跳閘次數（次/年.每100km）。03輸電線路上出現大氣過電壓的幾種情況三.輸電線路上出現大氣過電壓的幾種情況直擊雷過電壓感應雷過電壓雷直擊導線（繞擊）雷擊桿塔頂部（反擊）雷擊避雷線檔距中央雷擊線附近（S>65m)雷擊線路附近（S<65m)②①③④高電壓技術—輸電線路的感應雷過電壓了解原子的結構及電離的概念學習目標領會有、無避雷線對線路感應雷過電壓的影響領會線路感應雷過電壓的特點能應用線路感應雷過電壓的工程經驗計算公式了解線路感應雷過電壓的物理過程01線路感應雷過電壓的物理過程一.線路感應雷過電壓的物理過程先導階段主放電階段E雷云雷云02輸電線路的感應雷過電壓計算I——雷電流幅值（KA）hd——導線懸掛的平均高度（m)S——雷擊點與線路的垂直距離二、感應雷過電壓的計算（2）雷擊點距導線水平距離S<65m時 a—感應過電壓系數，

數值等于雷電流平均陡度2.無避雷線時（1）雷擊點距導線水平距離S>65m時2.有避雷線時由于避雷線的屏蔽作用，感應雷過電壓會有所降低——有避雷線時，導線上的感應雷過電壓（KV）——無避雷線時，導線上的感應雷過電壓（KV）——避雷線與導線間的耦合系數（0<K<1)，大小決

定于導線與避雷線的幾何尺寸及其排列位置K二、感應雷過電壓的計算03輸電線路的感應雷過電壓特點1、幅值不高（通常不超過500KV），對110KV及以上線路絕緣一般不構成威脅2.、一般不會引起相間閃絡（因為過電壓同時存在于三相導線上）3、極性與雷電流相反高電壓技術—輸電線路的直擊雷過電壓了解原子的結構及電離的概念學習目標一般了解雷直擊或繞擊線路時的過電壓形成過程知曉雷擊線路塔頂時的過電壓及耐雷水平（相關結論）一般了解雷擊避雷線檔距中央時的過電壓形成過程及相關結論了解雷擊線路塔頂時的過電壓形成過程知曉雷直擊或繞擊線路時的過電壓及耐雷水平01雷擊桿塔頂部一.雷擊桿塔頂部1.塔頂電位塔頂對地電位幅值分流系數經桿塔入地的電流與總雷電流的比值(0≤β≤1)2.導線電位耦合分量感應分量一.雷擊桿塔頂部3、絕緣子承受的過電壓幅值Ul，i=Utop-Uc一.雷擊桿塔頂部雷擊塔頂時的耐雷水平絕緣子沖擊耐壓水平（KV）思考：提高雷擊塔頂時耐雷水平的措施有哪些？一.雷擊桿塔頂部02雷直擊（或繞擊）導線二.雷直擊（或繞擊）導線1.過電壓計算I——雷電流幅值（KA）2.直擊（或繞擊）時的耐雷水平03雷擊避雷線檔距中央三.雷擊避雷線檔距中央運行經驗表明，只要S≥0.012l+1（m），導線與避雷線間一般不會發生閃絡事故2804小結電力工程系林建軍編寫小結你能否寫出圖中所示各種雷擊情形的相應過電壓計算公式，并說出相應的限制過電壓措施？高電壓技術—輸電線路的雷擊跳閘率了解原子的結構及電離的概念學習目標知道建弧率的概念及影響因素了解有避雷線線路雷電跳閘率的分析思路領會雷擊輸電線路引起跳閘的必要條件01雷擊線路跳閘的條件一.雷擊線路跳閘的條件1.雷電流超過線路的耐雷水平，引起線路發生沖擊閃絡（雷電流幅值概率P）2.沖擊閃絡轉變為穩定的工頻電弧（其發生的概率稱為建弧率η）02建弧率沖擊閃絡能否轉變為穩定的工頻電弧主要取決于工頻弧道中的平均電場強度（即沿絕緣子串或空氣間隙的平均運行電壓梯度）E，還取決于閃絡瞬間工頻電壓的瞬時值以及去游離強度等條件二.建弧率對中性點直接接地系統對中性點絕緣或經消弧線圈接地系統

Un—系統額定電壓kV

li—絕緣子串的放電距離m

lm—木橫擔線路的線間距離m03線路落雷次數三.線路落雷次數

Td——雷暴日數；

b——兩根避雷線之間的距離，m單根避雷線，b=0；無避雷線，b為邊相導線間的距離

hs——避雷線的平均對地高度，m若取Td=40時，γ=0.07，則雷暴日數兩根避雷線之間的距離，m單根避雷線，b=0；無避雷線，b為邊相導線間的距離避雷線的平均對地高度，m取Td=40時，γ=0.07，則三.線路落雷次數04有避雷線線路雷擊跳閘率n的計算每100km有避雷線的線路每年（40個雷暴日）落雷次數為N=0.28(b+4hs)次。若擊桿率g，則每100km線路每年雷擊桿塔次數為0.28（b+4hs）g次。若反擊耐雷水平I1的概率P1，建弧率η，則每100km線路每年因雷擊桿塔的跳閘次數n1為四.有避雷線線路雷擊跳閘率n的計算2.繞擊跳閘率n2設線路的繞擊率Pα,則每100km線路每年繞擊次數為0.28（b+4hs）Pα，雷電流幅值超過繞擊耐雷水平I2的概率P2，建弧率η，則每100km線路每年的繞擊跳閘次數為1.雷擊桿塔（反擊）時的跳閘率n1n1=0.28（b+4hs）ηgP1

n=n1+n2=NgP1η+NPαP2η=Nη（gP1+PαP2)=0.28(b+4hs)η(gP1+PαP2)3.有避雷線的架空輸電線路雷擊跳閘率

g——擊桿率η——建弧率N——線路遭受雷擊的次數P1——雷電流幅值大于雷擊桿塔時的耐雷水平I1的概率P2——雷電流幅值超過繞擊耐雷水平I2的概率Pα——線路的繞擊率四.有避雷線線路雷擊跳閘率n的計算高電壓技術—輸電線路的防雷保護措施了解原子的結構及電離的概念學習目標能因地制宜為各電壓等級電力線路配置具體的防雷方案理解避雷線在輸電線路中的四個作用（防直擊、分流、耦合、屏蔽）熟悉電力線路防雷的各種措施領會輸電線路防雷的基本原則（四道防線）0你對輸電線路知多少？課前必備你對輸電線路知多少？輸電線路的組成結構示意圖（必備基礎知識）你對輸電線路知多少？0.你對輸電線路知多少？1000KV特高壓線路0.你對輸電線路知多少？500KV（超高壓，雙回路，大跨距）500KV單回路你對輸電線路知多少？220KV高壓線路110KV高壓線路0.你對輸電線路知多少？35KV線路10KV線路0.你對輸電線路知多少？接地裝置桿塔絕緣子導線金具避雷線0.你對輸電線路及防雷知多少？第一輪頭腦風暴1、說一說輸電線路遭受雷擊事故后可能產生的后果（意義）？Why？2、如果你是電力用戶，雷電事故發生時你最關心的是什么？3、因此，如果你是供電公司，你要面臨的問題？：雷擊輸電線路時仍不能中斷對用戶的供電！What？4、那么，供電公司又該怎么辦？（如何解決？——輸電線路的防雷保護措施）How?

如此簡單，還需問？！嘿嘿，別高興得太早了,我們還是先來看一段供電公司與電力客戶之間的對話吧......0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶如果電力線路遭受雷擊了，此時，你們最關心的是什么？不停電！不損壞設備0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶嗯，也是，感同身受，再說用戶是上帝啊。我們的努力目標就是要做到——雷擊線路時不中斷對用戶的供電！可我發現有時候雷擊線路時，用戶還是停電了啊？并非100%不停電啊！這究竟是什么回事？0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶首先，100%不停電，我不敢說一定實現，但會努力去實現。因為雷電放電本身就是一個概率性事件，何況雷擊線路的形式也多種多樣，同樣具有很大的不確定性。你所說的有時停電事故，那是因為供電系統自身受到傷害了，不得不跳閘！供電系統自身的傷害？難道還有比發生用戶停電事故更大的傷害嗎（群眾之事無小事呀）？因此可不可以為了客戶仍舊不停電？0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶你說的很好！用戶停電事故確實非同小可。不過，也正是因為這個原因，所以有時更得跳閘！你說的是什么跟什么啊？不聽你忽悠了，你干脆舉個例子吧！0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶好吧！比如說有時線路遭受雷擊（相當于大浪花）后，線路絕緣子的絕緣性能可能被破壞（相當于水庫的大壩垮塌）了！大壩“垮了”的后果，我知道——會瞬間引發大洪水，危及沿岸人民的生命、財產！0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶是呀，其實電力系統里也會出現類似現象，我們稱之為短路！危害一樣大得很呢....我知道，短路形成的巨大電流將破壞供電回路中的電氣設備、導線等等！哦...對了，那用戶不還得停電嗎？而且波及更大范圍的停電！0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶太聰明了，那你快說說：該怎么辦？！很簡單啊，線路開關要盡快跳閘呀（好比堵住大壩，關好水閘一樣），切斷供電！0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶太棒了，其實我們電力系統人把實現這種自我保護功能的東東稱為繼電保護裝置！我明白了，但你說得有點土！一句話概括：這不就是電力線路的“神經系統”嗎？0.你對輸電線路及防雷知多少？供電公司電力客戶啊，你太牛了！想不想當一名光榮的電力人？跟我一起研究研究變幻莫測的閃電？當然想了！但你還得先研究研究我的這個問題：反正我不管你發生了什么雷害事故，總之，一句話，你不能給我停電！...0.你對輸電線路及防雷知多少？唉，你這個要求也太苛刻了，我一時也不懂得如何答復你！說多了都是淚！看來我還得多讀點書、再深入研究研究，掌握點實際本領！！首先，我得研究了解雷擊線路引起停電事故的發展過程,（或雷擊停電條件)其次，我才能有針對性采取相應的線路防雷保護措施以保證用戶不停電、少停電！！0.你對輸電線路及防雷知多少？02雷擊線路引起停電的發展過程雷擊線路引起停電的發展過程問題是否每一次的雷擊都將引起線路的絕緣子閃絡？提示雷擊可想象為一朵巨大浪花；閃絡可想象為大壩漫水了03雷擊輸電線路的幾種方式雷擊輸電線路的幾種方式雷擊輸電線路的幾種方式1.雷擊線路附近（感應雷）2.雷擊桿塔頂部（反擊）3.雷擊避雷線檔距中央4.雷擊導線（直擊或繞擊)（威脅最大）（威脅較大）（對≥110KV線路無威脅）（無威脅）你對輸電線路知多少？第一輪頭腦風暴我們不禁要問，如果線路絕緣子不幸發生沖擊閃絡了，那么所在的線路就一定會跳嗎？？？04分析：線路閃絡后引起開關跳閘的過程分析：線路閃絡后引起開關跳閘的過程雷擊線路絕緣沖擊閃絡（短暫的）電弧自行熄滅絕緣自行恢復線路保持正常供電迫使繼電保護動作線路開關跳閘是否形成工頻電弧？（穩定的）NY分析：線路閃絡后引起開關跳閘的過程因此，雷擊線路跳閘的第2個必要條件（重點）：沖擊閃絡電弧轉變為穩定的工頻短路電弧（概率：建弧率η）頭腦風暴我們不禁還想追問，假設線路也不幸跳閘了，那么用戶就一定會停電嗎？有什么辦法嗎？分析：線路閃絡后引起開關跳閘的過程04分析研究：線路跳閘后，用戶不停電的辦法分析研究：線路跳閘后，用戶不停電的辦法雷擊線路絕緣沖擊閃絡（短暫）電弧自行熄滅絕緣自行恢復線路保持正常供電繼電保護動作線路跳閘燃弧否？（穩定）自動重合閘線路恢復正常供電NY(約0.3S后)故障消失否？重合失敗再次跳閘線路停電NY頭腦風暴線路跳閘后，能夠讓用戶不停電的辦法還有沒有？分析研究：線路跳閘后，用戶不停電的辦法1、裝設自動重合閘裝置2、雙回路供電3、環網供電分析研究：線路跳閘后，用戶不停電的辦法小結：雷擊線路停電的發展過程（必備條件）及防范策略（重點）雷害過程雷擊閃絡建弧跳閘停電不直擊不閃絡不建弧不停電四道防線防止遭受直擊的措施提高耐雷水平的措施降低建弧概率的措施提高供電可靠性措施05輸電線路的防雷保護措施輸電線路的防雷保護措施（重點）雷害過程四道防線防雷措施防雷性能架設避雷線改用地下電纜線路供電降低桿塔接地電阻增加絕緣子片數架設耦合地線裝設線路型避雷器中性點采用經消弧線圈接地增加絕緣子片數裝設自動重合閘裝置采用雙回路、環網供電雷擊跳閘率耐雷水平雷擊不直擊不閃絡燃弧不燃弧跳閘不停電閃絡輸電線路的防雷保護措施（具體）不裝設避雷線時雷直擊導線（威脅最大）輸電線路的防雷保護措施（具體）雷擊避雷線檔距中央（無威脅）裝設避雷線后輸電線路的防雷保護措施（具體）裝設避雷線后雷擊線路桿塔頂端（威脅較直擊小）輸電線路的防雷保護措施（具體）一、架設避雷線(最基本的措施)單避雷線、雙避雷線全線假設、部分架設輸電線路的防雷保護措施（具體）1、架設避雷線α避雷線的保護角α保護角α越保護效果越小好電力工程系林建軍編寫輸電線路的防雷保護措施（具體）1.防直擊II1I2I3=βI=I-I1-12<I2.分流K3.耦合＋＋＋＋＋＋＋＋4.屏蔽避雷線的作用輸電線路的防雷保護措施（具體）只是免遭直擊，但線路仍可能遭受反擊引起閃絡輸電線路的防雷保護措施（具體）二、降低桿塔接地電阻——防止遭受反擊而閃絡I3=βIVR=βIRUAB=VA-VBVA=VR+VL輸電線路的防雷保護措施（具體）三、架設耦合地線（雷害頻繁線段）耦合地線K輸電線路的防雷保護措施（具體）三、架設耦合地線（雷害頻繁線段）假設避雷線上的過電壓UA=100KV避雷線與導線之間的耦合系數為0.4，則作用于導線上的過電壓為:UB

=100*K=100*0.4=40KV則：作用于絕緣子串上的電壓UAB為UAB=UA-UB=100-40=60（KV）輸電線路的防雷保護措施（具體）四、增加絕緣子片數標準規定，全高超過40m有避雷線的桿塔，每增高10m，應增加一片絕緣子。輸電線路的防雷保護措施（具體）五、中性點經消弧線圈接地促使工頻電弧自行熄滅，降低建弧率輸電線路的防雷保護措施（具體）六、裝設自動重合閘裝置雷擊線路絕緣沖擊閃絡（短暫）電弧自行熄滅絕緣自行恢復線路保持正常供電繼電保護動作線路跳閘燃弧否？（穩定）自動重合閘線路恢復正常供電NY(約0.3S后)故障消失否？重合失敗再次跳閘線路停電NY輸電線路的防雷保護措施（具體）六、裝設自動重合閘裝置電弧穩定燃燒開關自動跳閘開關自動重合閘電弧熄滅恢復正常供電

據統計l10kV及以上高壓線路重合閘成功率為75％-90％35kV及以下線路約為50％-80％。輸電線路的防雷保護措施（具體）七、采用雙回路、環網供電輸電線路的防雷保護措施（具體）八、改用地下電纜供電輸電線路的防雷保護措施（具體）九、其他措施輸電線路的防雷保護措施（具體）九、其他措施輸電線路的防雷保護措施（具體）九、其他措施（1）線路性金屬氧化物避雷器（2）采取排氣式避雷器等（3）不平衡絕緣等06課堂總結課堂總結1、雷擊線路引起跳閘停電的——“2個條件”2、輸電線路防雷保護的——“4道防線”3、輸電線路防雷的——“9條措施”4、衡量線路防雷性能優劣的——“2個指標”課堂總結雷害過程雷擊閃絡建弧跳閘四道防線不直擊不閃絡不燃弧不停電防雷措施防雷性能耐雷水平雷擊跳閘率架設避雷線改用地下電纜線路供電降低桿塔接地電阻增加絕緣子片數架設耦合地線裝設線路型避雷器中性點采用經消弧線圈接地增加絕緣子片數裝設自動重合閘裝置采用雙回路、環網供電課堂總結輸電線路的防雷保護措施（9條）

1、架設避雷線