输电线路防雷设计与运行措施

输电线路防雷设计与运行措施

清华大学 2011．1

目录

概述................................................................ 3 引言................................................................ 4 1、输电线路雷击原理................................................. 4

1.1 输电线路防雷设计的意义 ...................................... 4 1.2 输电线路防雷设计方法 ........................................ 5 2、 输电线路雷击的原理.............................................. 6

2.1 雷电放电的发展过程 .......................................... 6 2.2 雷电参数 .................................................... 7

2.2.1 雷暴日与雷暴小时....................................... 7 2.2.2 地面落雷密度........................................... 8 2.2.3 雷电流幅值............................................. 8 2.3 输电线路防雷计算 ............................................ 9

2.3.1 输电线路的感应雷过电压计算............................. 9 2.3.2 输电线路的直击雷过电压和耐雷水平..................... 10

3、输电线路设计与运行中的防雷措施.................................. 12

3.1 合理选择输电线路路径 ....................................... 13 3.2 架设避雷线 ................................................. 13

3.2.1 架设避雷线............................................ 13 3.2.2 采用绝缘避雷线防雷.................................... 14 3.3 降低杆塔接地电阻 ........................................... 15

3.3.1 避雷线与塔脚电阻相配合................................ 15 3.3.2输电线路接地装置的形式 ................................ 15 3.3.3 目前降低杆塔接地电阻的方法............................ 16 3.4 安装线路避雷器 ............................................. 17 3.5 架设耦合地线 ............................................... 18 3.6 采用中性点非有效接地方式 ................................... 18 3.7 装设自动从合闸装置 ......................................... 19 3.8 某些重点地段的保护措施 ..................................... 19

3.8.1 发电厂及变电所进线端的保护............................ 19 3.8.2 对线路交叉跨越档的保护................................ 20 3.8.3 对大跨越档的保护...................................... 20 3.9 合理选择输电线路绝缘配合 ................................... 21

3.9.1 绝缘子串的选择........................................ 21 3.9.2 塔头空气间隙和绝缘的选择.............................. 24 3.9.3 加强线路绝缘.......................................... 24 3.9.4 线路采用不平衡绝缘方式............................... 24

结论............................................................... 25 致谢............................................................... 27 参考文献........................................................... 28

概述

电闪雷鸣是一种自然现象。我国雷电分布特点是：夏季多于春秋季，陆地多余海洋，山区多余平原，南方多余北方。雷电电压高达数百万伏，瞬间电流可高达十万安培。因此，一次雷电的放电时间虽然只有0.01秒左右，但其释放出的能量缺大的惊人。雷电如果击到人或动物身上，由于雷电电流很大，电压很高，能使人或动物的心脏和大脑发生麻痹而造成伤亡。由于雷电流很大会产生大量的热能，雷电具有热的破坏效应，如果碰到易燃物品，就有造成火灾的危险。雷电流还会引起显著的机械性破坏。如各种砖的烟囱、高塔、钟楼、房屋、树木及其他建筑物遭到直接雷击时，往往会引起严重的倒塌和劈裂等现象，每年全国各地都有这种情况大声，造成很大的损失。 雷电的主要危害有以下几种：

1、电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。

2、电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。

3、雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。

4、雷电流经典感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大亮点和，当雷电小时来不及流散时，既会产生高电压发生放电现象从而导致火灾。 5、静电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。

6、电流的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配

电装置或电气线路断路而燃烧导致火灾。

7、雷电流能破坏电力系统的各个元件，有可能造成发电机、电力变压器、断路器和其他电气设备绝缘损坏，线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或破碎、导线烧断和木质电杆被雷劈裂等事故。

引言

本文首先阐述了输电线路雷击放电的原理，介绍了雷电放电的发展过程，雷电压和雷电流形成过程，瓷瓶击穿放电的原理，并提出了雷电参数、耐雷水平、雷击跳闸率、感应雷和直击雷的主要计算方法。

本文还论述了目前我国输配电线路防雷设计中常用的集中方法，并对几种方法进行了深入阐述、定量分析。文章还指出了输电线路特殊地段的防雷设计方法；并通过运用备用自投装置、重合闸装置等来提高线路跳闸情况下的供电可靠性。

1、输电线路雷击原理

1.1 输电线路防雷设计的意义

输电线路是电力系统的大动脉，它将巨大的电能输送到四面八方，是连接各个

变电站、各重要用户的纽带。输电线路的安全运行，直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。因此，输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位，是实现“强电强网”的需要，也是向工农业生产、广大人民生活提供不间断电力的需要。

由于我国地处温带（部分地区属于亚热带气候），所以雷电活动比较强烈。漫长的输电线路穿过平原、山区、跨越江河湖泊，遇到的地理条件和气象条件各不相同，所以遭受电击的机会较多。据统计，我国电力系统各类事故、障碍统计中，输、配电线路的雷害事故占有很大的比例。由于输电线路对于保“网”的重要地位，如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。

输电线路雷害事故引起的条咋，不但影响电力系统的正常供电，增加输电线路及开