反击跳闸率计算详细说明

反击跳闸率计算说明

1.反击跳闸率定义：

雷击跳闸率是指在雷暴日数Td?40的情况下、100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数。它是由绕击跳闸率和反击跳闸率组成。而反击跳闸率是指在雷暴日数Td?40的情况下、100km的线路每年因雷击杆塔后引起对导线的逆向闪络发生跳闸的次数。

2.规程法详细计算说明：

规程法中的线路反击计算，工程上应用起来简单方便，而且它经过了实践的检验，能够满足目前我国一般输电线路的雷电反击系统设计要求。

运行经验表明，在线路落雷总数中雷击杆塔所占的比例与避雷线根数及地形有关。雷击杆塔次数与落雷总数的比值称为击杆率（g），规程推荐的g值如表1所示。

表1 击杆率（g） 0 1 地 形 避雷线根数 平原 1/2 1/4 山区 — 1/3 雷击塔顶时，雷电流的分配状况如图1所示：

ig22 1/6 1/4 i ig2 it Lt RiRiRi 图1 雷击塔顶时的雷电流分布

由于一般杆塔不高、其接地电阻Ri较小，从接地点反射回来的电流波立即到达塔顶，使入射电流加倍，因而注入线路的总电流即为雷电流i，而不是沿雷道

i波阻抗传播的入射电流。

2由于避雷线的分流作用，流经杆塔的电流ii将小于雷电流i，它们的比值?称

i为杆塔分流系数：??t，总的雷电流：i?it?ig。

i杆塔分流系数?的值在0.86~0.92的范围内，各种不同情况下的?值可由表2

查得。

表2 一般长度档距的线路杆塔分流系数β值

线路额定电压/kV 110 220 330 500

避雷线根数 1 2 1 2 2 2 β 0.90 0.86 0.92 0.88 0.88 0.88 规程法认为雷击塔顶时绝缘子串上的过电压包含四个分量：

(1) 杆塔电流it在横担以下的塔身电感La和杆塔冲击接地电阻Ri上造成的压降使横担具有一定的对地点位ua。

didiUa?Riit?Lat??(Rii?La)

dtdtdidiII式中为雷电流波前陡度，可取平均陡度，即??(kA/?s)，其中

dtdtT12.6I为雷电流幅值(kA)，T1为波前时间(μs)。式中横担以下的塔身电感La的值可由

h表3查得的单位高度塔身电感L0(t)乘以横担高度ha求得即La?L0(t)?ha?Lta，

ht其中Lt为杆塔总电感。代入上式可得：

LhUa??I(Ri?t?a)

2.6ht 表3 杆塔的电感和波阻抗参考值 杆塔型式 杆塔单位高度塔身电感L0(t)(μH/m) 杆塔波阻抗Zt (Ω) 无拉线钢筋混凝土单杠 0.84 250 有拉线钢筋混凝土单杠 0.42 125 无拉线钢筋混凝土双杠 0.42 125 铁 塔 0.50 150 门型铁塔 0.42 125 (2) 塔顶电压utop沿着避雷线传播而在导线上感应出来的电压u1，与上一分量ua相似，杆塔电流it造成的塔顶电位为：

didiutop?Riit?Ltt??(Rii?Lt)

dtdt式中Lt为杆塔总电感。

应该指出，如果杆塔很高(例如大于40m)，就不宜再用一集中参数电感Lt 来表示，而应采用分布参数杆塔波阻抗Zt来进行计算，其值可以在表3中查得。

因塔顶电压波utop沿避雷线传播而在导线上感应出来的电压分量u1为：

Lu1?kutop?k?I(Ri?t)

2.6其中，k为考虑冲击电晕影响的耦合系数，可按下式得到

k?k1k0

式中：k1为电晕校正系数其值见表4：

k0为导、地线间的几何耦合系数。

表4 耦合系数的电晕校正系数k1 线路电压等级（kV） 20~35 36~110 111~330 双避雷线 1.1 1.2 1.25 单避雷线 1.15 1.25 1.3 Zr1 而k0可以根据公式k0?21来计算导Z11d12线1与导线2之间的几何耦合系数。因1 Z21?Z11，所以k0?1，一般架空线路的

330以上 1.28 — k0值约处于0.2~0.3的范围内。式中Z11称为导线1的自波阻抗，Z21称为导线2与导线1间的互波阻抗。对于架空输电线路来说可以根据以下公式计算自波、互波阻抗：

a2hadZ11?11?60ln1、Z21?21?60ln21'

vr1vd21式中a11和a21分别为导线1的自电位系数和导线2与导线1之间的互电位系数，而h1,r1,d21',d21的几何尺寸的定义见图2。

(3) 雷击塔顶而在导线上产生的感应雷过电压ui'(c)为

'i(c)h1 2 d12'2' 1' 图2 两根平行导线及其镜像 hgIu?hc(1?k0)

2.6hc式中：hc为导线的平均对地高度，m；

hg为避雷线平均对地高度，m。

(4) 线路本身工频工作电压u2。

综上所述，在四个电压分量中，u1与ua同极性，u’i(c)与ua异极性，而u2为工频交流电压，当发生雷击瞬间，它可能与ua同极性，也可能与ua异极性，取与ua异极性的情况。而在一般计算中通常不计入极性不定的工频交流电压u2。

为了简化计算，可假定各电压分量的幅值均在同一时刻出现，那么作用在绝缘子串上的合成电压Uli的幅值为

hg??haLtUli?Ua?U1?U'i(c)?I?(1?k)?Ri?(?k)??(1?k0)?

ht2.6hc??认为Uli等于线路绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%时，绝缘子串发生闪络，与这一临界条件相对应的雷电流幅值I即线路雷击杆塔的耐雷水平I1

hghaLt(1?k)?Ri?(?k)??(1?k0)ht2.6hc在三相导线中，距离避雷线最远的那一相导线的耦合系数最小，一般较容易发生闪络，所以应以此作为计算条件。

求得反击耐雷水平I1后，即可通过表5得出大于I1的雷电流出现概率P1，于是可按照下式计算反击跳闸次数n1

（次/年） n1?N(1?P?)g?P1??

I1?U50%式中：N为年落雷总次数； P?为绕击率； g为击杆率； ?为建弧率。 因为P?<<1,所以上式可以改写为：n1?N?g?P1??

/年） （次

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