一般高度杆塔特别有效 三、架设耦合地线
降低接地电阻困难时采用，有屏蔽和分流作用
四、采用不平衡绝缘方式： 同杆双回线路采用 五、装设自动重合闸 六、采用消弧线圈接地运行方式 七、线路薄弱处装设管型避雷器 八、加强绝缘
高杆塔增加绝缘子片数 九、加装线路型避雷器
第十章 发电厂和变电站的防雷保护
发电厂是产生电能的中心，变电站是分配电能的枢纽
三、雷击避雷线档距中央时的过电压
需校核避雷线与导线间的空气间隙S能否被击穿 规程规定：S=0.012l+1（m）
三、 输电线路的雷击跳闸率
引起
感应雷 直击雷
过电压的雷电流>耐雷水平
绝缘冲击闪络
是否跳闸？
冲击闪络持续时间只有几十μs，继电保护和断路器根本来 不及动作，雷电流过后，工频电压所产生的工频电流（工 频续流）以电弧的形式流过闪络通道，若电弧稳定燃烧才 会使继电保护动作，断路器跳闸
4．最后一道防线是即使跳闸也不要中断电力的供应。为此，可 以采用自动重合闸装置，或用双回路或环网供电。
感应雷过电压
感应雷过电压= 静电分量＋电磁分量
感应雷过电压大小
无避雷线时：
Ug
25
IL
• hd S
(kV)
有避雷线时：
Ug
(1
k)25
IL
• hd S
避雷线对感应雷过电压有屏蔽作用，可使 导线感应过压↓（1-K）倍
雷击塔顶反击时的耐雷水平：
I
u50%
(1
k)(Rch
Lgt 2.6
)
hd 2.6
提高耐雷水平的主要措施：
一般高度杆塔其
（1）降低杆塔接地电阻Rch
压降是塔顶电位 主要分量
（2）增大耦合系数k
采用双避雷线
（3）减小分流系数β 架装耦合地线
（4）加强线路绝缘
增加绝缘子片数 采用更好的绝缘 材料 u50%
§10－3 变电站的进线段保护
变电站电气设备在雷电侵入时出现的过电压为：
u
ur
2al v
k
需限制i雷电 ur 及 需 a
u
进线段保护
进线段：输电线靠近变电站1－2km的线段
统计表明：变电站侵入波事故50%是1km线路落雷造成的， 71％是3km线路落雷造成的
进线段保护：加强进线段防雷保护措施（无避雷线的架设 避雷线，有避雷线减小保护角，增加绝缘子片数，加强检 查巡视）使进线段耐雷水平高于线路其它部分，减小进线 段发生绕击和反击形成侵入波的概率，这样侵入变电站的 雷电波主要来自进线段之外
击杆率g
N＝0.28（b+4hb)
避雷线根数 0 12
地形
平
原
1/2 1/4 1/6
山
区
－ 1/3 1/4
雷击杆塔时的耐雷水平为I1，雷电流幅值超过I1的概率为P1 故： n1=0.28（b＋4hb）gηP1 （ η为建弧率）
2.绕击导线的跳闸率n2
绕击率为Pα，绕击时耐雷水平为I2，雷电流超过耐雷水平 I2的概率为P2
平行导线上电位：
（1）耦合波分量 kuA→与雷电流极性相同 （2）雷击杆塔在导线上的感应过电压
αh（1－k） →与雷电流极性相反
∴uc=kuA- αh（1－k）
绝缘子串电压 ui=uA-uc
最高值 ui u50％
ui
I(Rch
Lgt 2.6
hd ) (1 k) 2.6
u50%为正极性冲击放电电压
则UA=100I
耐雷水平
UA 与 U50% 比较，是否闪络? 则雷击导线时的耐雷水平为：
I= U50% /100（kA） U50%为绝缘子串冲击放电电压
例题
110kV线路每串6－7片绝缘子， U50%=700kV
7kA
故耐雷水平 I=
I lg P
雷电流概率
88
雷电流超过7kA的概率为86.5％
重要：
（1）遭雷击受到破坏将造成大面积停电事故
（2）发电机、变压器是系统中最重要最昂贵的设备，
且绝缘水平也较低，一旦损坏难于修复
（3）值班运行人员的安全
所以比输电线路防雷更加重要
需采取防雷措施
雷害来源： （1）雷直击发电厂和变电站的避雷针后，强大的雷电流
在设备上a.产生感应过电压b.避雷针电位升高对设备 反击c.产生跨步电压和接触电压 （2）雷击线路后导线上形成雷电波侵入发电厂和变电站 防雷措施： （1）选址时尽可能选择少雷区 （2）采用避雷针和避雷线作为直击雷防护 （3）采用避雷器和进线段保护作为侵入波防护
雷击杆塔塔顶时的过电压和耐雷水平
导线电位
（1）负极性雷电流沿杆塔向下和避雷线两 侧传播，使塔顶电位升高，并通过电磁耦 合使导线电位升高
（2）雷击杆塔，在导线上产生与负极性雷 电流极性相反的正极性感应过电压
雷电流 iL=ib+igt igt=βiL β为分流系数 塔顶和避雷线电位最大值uA=βI（Rch+Lgt/2.6 ）
侵入波经过在进线段上传播时，由于冲击电晕陡度会降 低，进线段的波阻抗也起着限制流过避雷器的雷电流的 作用 进线段作用：（1）限制雷电流（2）降低侵入波陡度 一、避雷器雷电流计算 进线段以外落雷，侵入波幅值被限制在进线段绝缘子串 的u50%，进线段1－2km的传播时间
Ue
3(l1 0.5l2)
中性点非直接接地系统，单相短路电流小，不会建立稳定
的电弧，只有相间短路时短路电流很大极易建立稳定燃烧
的电弧
Ue (2l1 l2 )
l1为绝缘子串长度 l2为木或瓷横担长度 金属横担l2＝0
一般：E≤6 kV/m（有效值）可认为η＝0
雷击跳闸率n的计算
1.雷击杆塔跳闸率n1 每100km线路每年（40雷电日）落雷次数
故：n2=0.28（b+4hb）ηPαP2 所以线路雷击跳闸率n为 n =n1+n2=0.28(b+hb)η(gP1+PαP2) （次/100km.年）
输电线路的防雷措施 一、架设避雷线 作用：a.减少雷直击导线b.分流作用降低塔顶电位c.屏蔽
作用降低感应过电压 规程规定：
a.220kV及以上全线双避雷线（α＝200） b.110kV除少雷区外全线架设避雷线（α＝200－300） 二、降低杆塔接地电阻
∴变压器上的最大冲击电压umax应小于多次截波耐压值uj
umax uj
ur
2al v
k
uj
避雷器与变压器之间的最大允许距离lmax
lmax
u jur 2a k
u jur 2a'k
,a v
a'a’为空间陡 度
v
结论：
（1）避雷器具有一定的保护范围，最大允许距离lmax与
变压器uj和避雷器ur差值有关 uj－ur lmax
2.掌握耐雷水平与雷击跳闸率影响因素 3.掌握线路防雷基本措施
架空线地处旷野、纵横交错，极易遭受雷击
引起跳闸可能的过压
直击——绕击（1） 击杆顶——反击（2） 击避雷线档距中央——（3） 感应过压——（4）
输电线路的雷电过电压分类
直击雷过电压 雷直击输电线路杆塔，避雷线，导线，产生 的过电压称为直击雷过电压
送电线路防雷防线
1. 首先要保护导线不受雷击．为此可以采用避雷器、避雷针或 改用电缆。
2．其次是如果避雷线受雷击后最好不要使线路的绝缘发生闪络。 为此，需要改善避雷线的接地，适当加强线路的绝缘，个别 杆塔可以使用避雷器。
3．第三道防线是即使线路绝缘因雷击发生闪络也不要转变为稳 定的工频电弧，即线路上不要发生短路故障，所以不会跳闸。 为此应该减少绝缘上的工频电场强度或电网中性点采用不直 接接地的方式。
感应雷过电压 雷击导线水平距离65m以外的大地时，由于 空间电磁场的急剧变化，在导线上感应出的 过电压，称为感应雷过电压
直击雷
（1）雷击输电线路 无避雷线的线路最易发生，但即使有避雷
线，雷电仍可能绕过避雷线的保护范围而 击于导线（绕击） （2）雷击杆塔或避雷线 杆塔电位升高，造成绝缘子闪络，形成反击
一定距离
距离对过电压有影响
l 设备上过电压为： Us Ur,5 2a v
可见为了保证设备的安全，需采取如下措施： 1）限制通过避雷器的雷电流，≯5kA或10kA，降低残压 2）限制雷电流陡度a 3）尽量缩短避雷器与被保护设备间的电气距离l
三、变压器与避雷器之间的最大允许距离
由于避雷器动作以后的波的多次折反射，变压器上的电压 为振荡的，这种波形与全波相差较大、而与截波相似，实 际中就是以变压器承受多次截波的能力（多次截波耐压值 uj）表示承受雷电波的能力
各级线路应有的耐雷水平
雷直击相应电压 35kV 等级导线时
220kV 330k 500kV V
耐雷水平
3.5 kA 12 kA 16 27.4 kA kA
超电雷闪过流直络耐概击，雷率导我水线国平会1雷1引0k起V9及几1.2以乎%上所线有7路电3需压.1%全等线级6%架的5.设线8 避路4雷绝8线缘.8%子
感应雷过电压特点
幅值≤500KV（仅对35 KV及以下系统有威 胁）
极性与雷电流极性相反 三相导线上同时出现 上升速度较慢，波头几～几十μs
雷击杆塔时导线上的感应过电压
杆塔有引雷作用，故S<65m的雷击会被吸 引到杆塔
Ug hd(kV)
无避雷线
Ug (1 k)hd(kV)
有避雷线
α为感应系数（kV/m)取值为雷电流陡度 （ α =I/2.6μs）
k为避雷线和导线的耦合系数 Nhomakorabea二、输电线路直击雷过电压和耐雷水平
雷击导线： a. 无避雷线，35kV及以下系统
b. 有避雷线，绕击
1.绕击率Pα ：雷绕过避雷线击于导线的概率