张德赛:雷击导线与偶合

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雷击导线与偶合

Posted on 2005年12月10日 20:47

先看雷击导线,暂把偶合放在一边。如果雷击导线,雷击处设为A点,我们想求出A点的电位UA。当雷击导线时,雷电流碰到的是两侧导线,即雷电流兵分二路,即对电流而言,它碰到的阻抗是Z/2,又由于雷击点的阻抗很大(即Z/2=400/2=200欧姆),所以此时进入导线的雷电流将减半为i/2。于是A点电位等于进来的总电流乘以进来的总波阻,即

UA=i/2·Z/2=iZ/4

可以这样来记忆:雷打在导线上,相当于碰到一个大阻抗,所以雷电流减半(Z/2),而雷电的路径是一左一右,所以波阻减半(Z/2),两者相乘为iZ/4。

例如:导线的波阻一般为400欧姆,在我国60%的雷电流超过20KA,所以

UA=400×20/4=2000KV,即60%的雷击中导线时,导线被击处的电位为200万伏,因此雷击中导线是很厉害的,线路基本上都要闪络,特别是35KV及以上线路是不装设避雷线的,所以更加危险。

下面可以考虑偶合了。因为雷击导线不仅影响了自己,也影响了别人,即未被击中的导线也会感受到它的作用,用专业的术语说,该导线被被击导线偶合了。

当被击导线1的电位为U1时,与其平行的导线2就处在导线1的电磁场中,因而获得了一定的电位U2,U1和U2的关系为:U2=K0U1。这里的K0称为偶合系数,又由于K0与导线的一些几何尺寸有关(例如导线的粗细,导线之间的距离以及导线与地面的距离等),所以K0的全称为导线间的几何偶合系数。

那么K0大致有多大呢?,因为U1是主,U2是辅,所以K0永远小于1。对35KV及以下线路,K0=0.25,即雷击A相导线时,B相电位大致为A相电位的1/4。在上面的例子中,如果A相电位为200万伏,则B相电位为50万伏。

对于110KV及以上线路,K0=0.2,即两者相差1/5,当A相为200万伏时,B相约为40万伏。电压等级高K0反而小的原因是此时各项导线离的开了一些,所以受的影响小,可以推想,在特高压线路大K0会更小。

知道了U2之后,即可以求出导线1和2之间的电压U12:U12=U1-U2=U1-K0U1=U1(1-K),这个电压是会加到每一相的绝缘子上的,如果此值大于两串绝缘子的绝缘耐压值,则线路发生相间短路。

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