1、i本科毕业论文（20 届）低压架空线路感应雷击过电压的计算与防护研究所在学院专业班级 电气工程及其自动化学生姓名指导教师ii完成日期iii目 录摘要 .I引言 .11 架空线路研究背景和研究意义 .11.1 研究背景与意义 .11.2 国内外研究现状 .11.2.1 关于架空配电线路感应雷过电压计算的研究 .11.2.2 关于架空配电线路感应雷过电压防护的研究 .21.3 本文的研究内容及主要工作 .32 雷电放电介绍以及雷电参数 .32.1 雷电的物理过程 .32.1.1 雷云中的电荷分布与起电机理 .32.2 雷电放电过程 .42.3 雷电流波形概述 .52.3.1 利用冲击电流发生器模拟
2、雷电流波形 .52.3.2 雷电流波形概念 .62.4 雷电流参数 .63 低压架空配电线路雷电感应过电压的计算 .73.1 架空线路上的雷电感应过电压 .73.3 推倒公式适用范围 .83.4 据落雷点小于 65m 时，线路感应雷过电压与各参数的关系分析 .93.5 架空线路感应雷击过电压计算总结 .104 感应雷击过电压防护分析 .10iv4.1 配电线路各类雷击故障分析 .104.2 避雷器的介绍与应用 .114.2.1 特点与分类 .114.2.2 有间隙氧化锌避雷器工作原理 .114.2.3 避雷器防雷效果仿真 .124.3 其他防雷措施 .134.3.1 防雷金具与防弧金具 .13
3、4.3.2 保护间隙 .134.3.3 采用绝缘塔头和横担 .144.4 防护结语 .14文献检索 .14致 谢 .17vviContentsAbstract .IIntroduction .11 Overhead line the research background and research significance .11.1 The research background and significance.11.2 The research status at home and abroad .11.2.1 Research on overhead distribution line
4、s induction lightning overvoltage calculation.11.2.2 Research on overhead distribution lines induction lightning overvoltage protection .21.3 In this paper, the research content and main work .32 Lightning discharge is introduced as well as the lightning parameters.32.1 The physical process of light
5、ning.32.1.1 The charge distribution and electrification mechanism thundercloud.32.2 Lightning discharge process .42.3 Summary of lightning current waveform .52.3.1 Using the impulse current generator to simulate the lightning current waveform .52.3.2 The concept of lightning current waveform .62.4 L
6、ightning current parameters.63 Low-pressure overhead power distribution line lightning induced over-voltage calculation .73. 1 Lightning induced over-voltage of overhead lines on the road .73.2 Overhead line lightning induced over-voltage calculation model.73.3 The comparison of the derived formula
7、and materials .83.4 According to ground lightning is less than 65 m, a circuit induction lightning overvoltage and relationship between the parameters of point .9vii3.5 Overhead line lightning overvoltage calculation conclusion .104 Induction lightning overvoltage protection analysis .104.1 The faul
8、t analysis of all kinds of lightning .104.2 The introduction and application of surge arrester.114.2.1 The characteristics and classification of .114.2.2 Working principle of the zinc oxide lightning arrester clearance .114.2.3 Lightning arrester lightning protection effect is measured.124.3 Other m
9、easures for lightning protection.134.3.1 With the lightning protection and prevention with the arc.134.3.2 Protect the clearance.134.3.3 Insulation of tower head and cross arm .144.4 Protective epilogue .14Literature retrieval .17Thanks .17i低压架空线路感应雷击过电压的计算与防护研究摘要：低压架空配电线路架设高度低，绝缘相对薄弱，绝缘子闪络或线路故障频发，相
10、关研究表明，这些故障主要引起因素为感应雷击过电压，比例甚至超过 90%。本文从自然雷电的形成作为切入点，逐步深入，结合实际分析各种雷电参数，并且研究分析了低压架空配电线路旁接闪物体及架空线路的高度，线路与雷击点间距等参数对架空线路感应过电压的影响，从而推导出架空线路雷击时感应雷点过电压的计算公式。然后，通过对比传统文献，得出公式适用范围。最后，从降低配电线路感应雷击过电压的角度，分析了低压配电线路感应过电压的危害，着重研究了避雷器对降低雷电过电压和提高线路耐雷水平的效果，并提出了其他有效的防雷措施，保障线路安全。关键词：电力系统 感应雷击过电压 架空配电线路 防雷措施iiResearch on
11、 present and the prospect of tiered electricity priceAbstract ：Low overhead distribution line construction height is low, insulation relatively weak, insulator flashover or frequent line fault, related studies have shown that these failures caused mainly factors for induction lightning overvoltage,
12、even more than 90%. From the formation of natural lightning as the breakthrough point, this paper deepens, combined with the actual analysis of lightning parameters, and analysis the overhead distribution lines adjacent to the height of the object and the overhead line, the line with a lightning str
13、ike point spacing for overhead line parameters, such as the influence of the induced over-voltage, thus deduces the overhead line lightning induction lightning overvoltage calculation formula. Then, the formula given in traditional literature comparing, in-depth study published applications under di
14、fferent conditions.Finally, from the perspective of reducing distribution circuit induction lightning overvoltage, analyzed the harm of 35 kv power distribution lines induced over-voltage, this paper studies the lightning arrester to reduce lightning overvoltage and improve the effect of line lightn
15、ing resisting level, and other effective lightning protection measures are put forward, to ensure the safety of line. Keywords: electrical power system Induction lightning overvoltage Overhead distribution lines Lightning protection measures1引言当今社会人类的经济科技高速发展，社会的进步与电力密切相关，人类需要电力供应的可靠性更高，一旦发生停电等事故会打扰
16、正常的生产生活秩序，给社会带来很严重的经济损失，架空线路作为电力系统的重要组成部分,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。架空线路的安全运行,直接影响到电力系统的稳定运行。因此,架空线路的安全运行在电网中有着十分重要的地位。统计资料表明,雷电是危害架空线路的重要因素。对于架空配电线路，绝缘相对薄弱，极易遭受雷电威胁，影响供电可靠性，因此本文对于架空线的防雷与计算进行了研究，希望能够找到有效的防雷措施以保证电力系统能够的稳定运行。1 架空线路研究背景和研究意义1.1 研究背景与意义雷电是一种极为壮观的自然现象，在大气中产生激烈的静电中和现象，有着极其强大的破坏力. 雷
17、电灾害是指直接的供电中断，人员伤亡和经济损失以及由此带来的衍生经济损失和不良社会影响。雷电灾害是自然界中影响人类活动的最重要灾害之一，已经被联合国列为“ 最严重的十种 自然灾害之一” 。据有关部门统计，将范围扩大为全球，时刻都发生着雷电的奇观，平均每天达多万起，每年要发生多亿起。雷电是强电电磁脉冲的一种，闪电通道的电压很高，有极大的威力，产生强大的热效应，电动力效应等，研究表明雷电过电压甚至高达几百万伏，过电流达几万安，如此高压与大电流将严重损害输配电线路或供电设备，每年有非常多的电力系统事故来自雷电。因此，相关供电部门一直致力于减少雷电危害，提高供电可靠性。国内低压配电线路，绝缘水平并不是很
18、高很易受到雷击过电压的影响，雷击过电压分为三种，分别为雷击线路产生的感应雷击过电压，雷击杆塔产生的反击过电压和雷击架空线路产生的直击雷电过电压。雷击过电压作用容易引起线路跳闸，断线，绝缘子闪络等事故，严重影响生产生活用电。研究表明感应过电压为三种雷击过电压中最为频发的，是导致绝缘子闪络主要原因，其导致的故障率超过 90%。因此，我们需要计算感应雷击过电压，从根本上寻求雷击危害的防护方法。1.2 国内外研究现状1.2.1 关于架空配电线路感应雷过电压计算的研究雷击线路附近大地时，架空配电线路产生感应雷过电压。计算感应雷击过电压需要从两部分着手，首先,计算雷电通道周围电磁场，这部分需要建立雷电回击模型。第二部分,建立雷电通道与电磁场的耦合模型以此来计算线路感应雷过电压。截至现在,国内外都
