低压架空线路感应雷击过电压的计算与防护（最新）

论文写作阶段，张老师更是倾注了大量心血，耐心细致地帮我修改，详实的给我纠正，使我最终能圆满顺利地完成了论文的写作任务。

论文的写作过程使我的专业知识及解决问题的能力有了很大提高。

在不断的修改提高中也培养了我严谨的学习态度。

宋老师是个治学严谨，平易近人的好老师，真心感谢您对我工作的帮助与指导。

同时也要感谢身边的同学们，谢谢你们陪我同成长。

在此，我还要深深感谢我的家人，在我多年的求学生涯中，你们在生活和精神上都给与了很多帮助，是我能够安心学习，不断进步。

在今后的学习工作中，我将不忘初心，努力学习工作，不辜负老师们的培育和期望，谢谢，刘峻铤年月日约占。

般计算式中雷电流的波形采用的双指数波。

雷电流参数雷暴日雷暴日是指地区年中有雷电放电的天数，天中只要听到次以上的雷声就算个雷暴日。

雷暴日表征不同地区雷电活动的频繁程度。

根据雷电活动的频度和雷害的严重程度，依据建筑物电子信息系统防雷技术规范规定，我国把年平均雷暴日数的地区叫做强雷区的地区为多雷区的地区为中雷区，的地区为少雷区。

雷暴日分布在不同区域参数不同，单位为天数定区域内，比较科学的标准统计区域为采用﹡平方公里网格，但和现在雷暴日算法有些不同，我国以气象观测站听到雷声为统计依据，虽然此方法误差较大，受到测量者听力，雷声大小，噪声大小等等因素影响，但仍为目前最有效的判断方法。

另外我国每个县都有各自的气象监测站，可以以县级行政单位为统计区域。

下图为全国年平均雷暴日数分布图。

图全国年平均雷暴日数分布图地面落雷密度地面落雷密度是指每平方千米每个雷暴日的对地落雷数量，单位为，这是雷云对地的放电的频繁程度的体现地面落雷密度与雷暴日有如下几种关系式国内电力行业标准式中为雷暴日数，为每雷电日每的落雷次数，约为国际大电网会议推荐公式雷电流幅值雷电流幅值大小是描述雷电流强弱的重要参数，它的脉冲电流从零上升到最大值。

经过研究表明，雷电流的幅值是个随机雷电流幅值的概率密度，它与气象地理位置地质条件和季节有关系。

雷电流波长雷电流波形曲线上升部分为波头，指电流从峰值到的时间，用表示，其平均值为。

峰值右侧下降部分为波尾，指电流下降到峰值半的时间，用表示，平均约为。

雷电流般采用表示，我国变准波长为。

雷电流磁脉冲频谱雷电是种低频电场脉冲，因为经计算可得，雷电半峰值脉冲越宽，所对应的频谱越低，大部分雷电频谱集中在几十千赫兹。

低压架空配电线路雷电感应过电压的计算架空线路上的雷电感应过电压负极性雷对大地或建筑物放电时，雷电先导通道内充满负电荷，与雷云异号的正电荷被吸引到靠近先导通道的段导线上，感应出正束缚电荷，而导线中的负电荷则被排斥到导线两侧远方。

线路上由静电感应而被束缚的电荷被释放沿向导线两侧流动，形成的静电感应流动波在线路上产生电磁感应过电压由于主放电通道与导线基本上是垂直的，所以电磁分量不会太大，约为静电感应分量的。

且电磁感应分量峰值后于静电感应分量的峰值，线路上的雷电感应过电压中，静电感应分量起主要作用。

故在计算架空线路雷电感应过电压时主要考虑静电分量。

架空线路雷电感应过电压的计算模型设为雷电先导底端离地高度，为雷电先导顶端离地高度，为架空配电线路高度。

计算感应过电压静电分量如下图所示。

图线路雷电感应过电压的计算示意图在距离架空低压配电线垂直距离为处落雷时，架空线上任点处电场强度的垂直分量为其中，为先导通道里的电荷通道密度。

由于故当在的范围内，上式可以简化为如下公式，于是有将式的分子和分母都乘上主放电的实际速度，于是式可以变形为下式其中式只考虑了雷电过电压静电感应分量，是在式的基础上乘以修正系数以计及雷电感应过电压中产生的电磁感应分量时，总的雷电感应过电压计算公式应为按规程规定，所以雷电感应过电压可表示为推倒公式适用范围如果雷击大地，并且没有上行先导迎面先导发生，则先导通道下端离地高度则式可表示为教材中提出的架空线路感应雷击过电压的公式为由式计算出分别为，时的雷电感应过电压和雷电流的比值，雷电流的大小与和无关如图所示，我们发现，不管为还是，当时，两者的计算值不样，且当减小或增大时，该差值变大。

而当时，两者计算值基本样，算出的曲线基本重合。

因此，得出结论，对距架空线路水平距离小于的落雷点产生的雷电感应过电压用式计算更合理。

图计算公式对比图据落雷点小于时，线路感应雷过电压与各参数的关系分析雷击点与架空线路距离的影响下图为架空线路的高度分别为和时，雷电感应过电压与雷电流的比值随架空线路距雷击点水平距离的变化曲线，雷电先导下端离地高度为。

由图所示，我们得到，当雷电流不变时，雷电感应过电压随着架空线路距雷击点水平距离的增大而减小，且架空线路高度越高，越大，随架空线路距雷击点水平距离的衰减越明显。

图线路雷电感应过电压与雷击点水平距离关系图低压架空线路高度的影响随着架空线路高度的增加，雷电感应过电压也增加图为假定接闪时雷电先导离地高度时，雷电感应过电压与雷电流的比值随架空线路高度的关系曲线。

图过电压与雷电流比值随架空线路高度的关系曲线架空线路感应雷击过电压计算总结架空线路雷电感应过电压与雷击电流幅值架空线路高度架空线路距雷击点水平距离和接闪时雷电先导离地高度有关。

在雷击于大地，且无上行先导发生的情况下，雷电感应过电压的计算可参考公式当时足以使得及以下的配电线路对地闪络。

当线路距雷击点水平距离时，线路上的雷电感应过电压可用简化公式进行估算。

感应雷击过电压防护分析低压架空配金具而非防弧金具。

下面着重介绍防雷接金具防雷金具直接安装在绝缘子的上端，金属电极中有个带穿刺的电极，可穿透绝缘导线的绝缘层，实现内部导体紧密电接触出现雷电过电压时，可以造成雷电过电压沿着绝缘子表面击穿。

该装置通过穿刺刀片将雷电过电压引至该外部金属电极，使得过电压将直接夹在外部金属电极与绝缘子金属电极之间，这样，工频续流电弧将不会在固定点处燃烧，而是在各点飘忽不定，保护装置就是在绝缘子处，将绝缘导线变成了不易被烧坏的裸露导线结构，有效保护架空线路不出现短线事故。

保护间隙保护间隙是种简单的防雷保护装置。

保护间隙由两个金属电极构成，个电极通过辅助间隙与接地装置相接，而另个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，两个电极之间保持规定的间隙距离，使间隙放电电压低于绝缘子放电电压，然而保护问隙距离的确定需要配合电网电压等级与绝缘子的冲击放电电压。

如图所示，对上下间隙之问的间隙大小进行调整，能较好的实现对线路以及绝缘的有效保护。

防雷保护间隙的结构间隙距离应符合要求，并稳定不变，能防止间隙的支持绝缘子损坏，间隙正常动作时，能防止电极烧坏，电极应镀锌或采取其他防锈蚀的措施，间隙放电时，应能够防止电弧跳到其他设备上。

图绝缘导线保护间隙安装示意图两个金属球间隙构成可调式保护间隙，两个球形电极分别与带点导线和杆塔横担相连。

两间隙间保持定距离，间隙距离可根据电压等级的不同或不同型号的绝缘子进行调节，以此找出适合于配电网的绝缘子保护。

正常运行时，并联间隙相当于均匀工频电场。

架空线路遭受雷击时，绝缘子串受到较高雷击电压冲击，由于并联间隙雷电放电电压低于绝缘子串放电电压，故间隙先放电，连续的工频电弧在电动力和热应力作用下离开绝缘子串在间隙电极之间燃烧并向外发展，保护绝缘子串免于损坏，进而防止了雷击断线。

可调式保护间隙装置具有以下优点占用空间少，保护绝缘子和防止绝缘导线断线的性能优越施工方便经济性好容易观测故障点和容易检修。

采用绝缘塔头和横担绝缘塔头横担有很好的绝缘特性，能够很大程度的增加系统绝缘水平，增加雷电放电空气间距。

绝缘塔头和横担具有以下几个特点泄漏电流小，放电电压高抗老化能力强适应长期户外运行环境及较高的机械性能便于安装成本合理。

采用绝缘塔头和横担相结合，可以使放电路径增加倍，提高到线路绝缘水平层面上，感应过电压般不会下闪络。

对于同杆双回或多回配电线路，配置方式为绝缘子与绝缘横担组合对三角排列的单回配电线路，配置方式是绝缘杆头绝缘横担绝缘子相组合，杆塔上部形成绝缘塔头，有效提高线路绝缘水平与供电可靠性。

绝缘横担或塔头使用成本要高于现在所用的铁横担，故并没有得到广泛使用，但它相较于铁横担雷电放电电压提高近倍，对雷击闪络或雷击断线事故的防护有着更好的效果。

相信随着经济与社会发展，在雷电频发线路，绝缘塔头与横担的组合会得到广泛的应用。

防护结语低压架空线路是配电网的重要组成部分，分布广范但绝缘水平不高。

配电线路运行时，雷击引起的跳闸次数占总跳闸次数比例很大，通过对雷电机理和雷电过电压的计算研究，提出了安装线路避雷器安装防雷和防弧金具安装可调式保护间隙及采用绝缘塔头和横担这四种防雷方法，并且研究了各类防雷机理。

安装避雷器或采用绝缘塔头和横担是比较容易实施的措施，而安装保护间隙需要破坏绝缘导线的绝缘层，这时需要保证破坏处缺口的防水性能。

根据不同情况有针对性的选择防雷措施能够有效提高电力系统的可靠性，保证生产生活正常进行。

参考文献陆小花架空雷电线路感应雷击过电压计算与防护研究南京，河海大学，高方平架空线感应雷过电压计算与分析杭州，浙江大学，翟绍思配网架空线雷电感应过电压计算及闪络概率研究保定，华北电力大学，徐兴发配电线路感应雷击过电压计算与防护研究广东，广东工业大学黄克俭等架空线路雷电感应电压数值大小研究分析第二十九届中国气象年会，黄克俭架空线路雷电感应过电压计算与分析气象科技，沈海斌等种防止架空绝缘导线雷击断线用新型串联间隙金属氧化物避雷器电网技术，朱笠水电厂电气次设备过电压保护措施探讨科学时代，陈智等架空配电线路防雷保护措施应用研究电瓷避雷器，吴双全浅谈架空配网绝缘导线