3.1 进线段的设计
3.1.1进线段保护介绍
当雷电波侵入变电所时，要使变电所的电气设备得到可靠的保护，必须限制侵入波的陡度，并限制通过避雷器的雷电流以降低残压。这就要求对进入变电站的线路进行更好的保护。
进线段保护是指在靠近变电所(1～2) km的线路上加强防雷保护措施。对于35 kv及以下的线路未沿全线架设避雷线的，必须在靠近变电所(1～2) km的线段上加装避雷线，使之成为进线段；对全线有避雷线的110 kv及以上线路，也必须将靠近变电所的一段长2km的线路划为进线段。
进线段能起两方面的作用：（1）变电所的雷电过电压波将来自进线段以外的线路，它们在流过进线段时将因冲击电晕而发生衰减和变形，降低了波前陡度和幅值；(2)利用进线段来限制流过避雷器的冲击电流值。
为了使阀式避雷器有效的发挥作用，就必须采取措施：
??(1)先限制进波陡度a(或a′)使小于amaxUw(i)?Uis2lkv/m；
(2)限制流过避雷器的冲击电流幅值IFV ，使之不会造成过高的残压，甚至造成避
雷器损坏。这些都需要变电所进线段完成。
从限制进波陡度来确定进线段长度行波流过距离l后的波前时间?1可由下式求得
?0.008u????1??0.5?lp ??0(μs) （3-1) ?hc? ?
按严格的计算条件应该是在进线段始端出现具有直角波前的过电压波，即取
?0?0。这时波流过的距离l即为进线段长度lp代入上式可得抵达变电所的进波波前时间是：
相应的波前陡度为
?f???0.5???0.00u8??lp (μs) (3-2) ?hc?a?U?f?U?0.00U8??a?0.5?lp??hc?? （kV/μs） (3-3)
如令a为进波陡度的容许值，则所需的进线段长度
lp?U?0.008U??a?0.5???hc?? （km） （3-4）
式中 U一—行波的初始幅值，kV。通常可取之等于进线段始端线路绝缘的50%
冲击闪络电压U50%；
hc一—进线段导线的平均对地高度，m。 计算结果表明, lp一般均不大于1～2km。
2hc?ht?f （f为弧垂）
3
或反之，当进线段长度lp已选定，可求得不同电压等级变电所的进波陡度a，然后再按下式求得进波的空间陡度a′
aaa??? （kV/m） （3-5）
v300
一般来说 3～500 kV输变电设备的标准绝缘水平: 对于110kv线路 U=Uw（i）=450 kV 对于220kv线路 U=Uw（i）=850 kV
3.1.2进线段的计算
由原始资料可得：
对于110kV线路：
22hc?ht?f?12.2??5.3?8.67 m
33对于220kV线路：
22hc?ht?f?23.4??12?15.4 m
33 分别对110kV和220kV进线段lp计算
（一）110kV进线段计算
U=450kV hc=8.67m
1. lp=1km时
0.00?84?50??1 ?f??0.5?*?8.67??0.9μs2
a?450?491.8 kV/μs
0.008?450?? ?0.5??*18.67?? 21
a??2. lp=1.5km时
491.8?1.64 kV/m 3004?50?5??1.?0.00?8?? ?f??0.58.67?1.μs3 7a?450?328.47kV/μs
0.008?450??0.5????1.58.67??328.47?1.09 kV/m 3004?502????a??3. lp=2km时
0.00?8?? ?f??0.58.67?1.μs8 3a?450?245.9kV/μs
0.008?450???0.5???28.67??a??491.8?1.64 kV/m 300
（二）220kV进线段计算
U=850kV hc=15.4m
1.lp=1km时
0.00?8?? ?f??0.515.4?8?5094 ??0.μs
?a?850?902.34 kV/μs
0.008?850???0.5??15.4??a??
2.lp=1.5km时
902.34?3.01kV/m 3000.008?850?? ?f??0.5???1.5?1.4115.4??μs
a?850?601.56 kV/μs
0.008?850???0.5???1.515.4??a??
3.lp=2km时
601.56?2.01kV/m 3000.008?850?? ?f??0.5???2?1.8815.4??a?μs
850?451.17kV/μs
0.008?850?? ?0.5???215.4?? a??
表3-1
451.17?1.50kV/m 300
进线段计算结果
电压 等级 （kV） 进波初始 幅 值 进线导线 平均对地 高度(m) 进线段 长 度 进波波前 时 间 （μs） 0.92 1.37 1.83 0.94 1.41 1.88 进波波前 陡 度 （kV/μs） 491.87 328.47 245.9 902.34 601.56 451.17 进波空间 陡 度 （kV/m） 1.63 1.09 0.82 3.01 2.01 1.50 U（kV） lp（km） 1.0 110kV 450 8.67 1.5 2.0 1.0 220kV 850 15.4 1.5 2.0
进线段设计的结果：
110kV线路进线段长为2.0 km, 220kV线路进线段长为2.0km。
23
3.2 避雷器原理介绍及选择
3.2.1避雷器的原理介绍
装设避雷器是变电所对入侵雷电过电压进行防护的主要措施，它的保护主要是限制过电压的幅值。避雷器与被保护物并联，且避雷器的击穿电压要低于被保护物的击耐压值。当电压波到来时，避雷器首先被击穿使过电压波的幅值Um被限制在等于避雷器的击穿电压Ub，从而达到保护的目的。
变电所防雷保护主要依靠避雷器，它在电力系统过电压防护和绝缘配合中都起着重要的作用，它的保护特性是选择高压电力设备绝缘水平的基础。
目前作为防雷保护之用的有阀式避雷器和氧化锌避雷器其中阀式避雷器主要由火花间隙F及与之串联的工作电阻R两大部分组成，如图2-1所示。为了避免外界因素（例如大气条件、潮气、污秽等）的影响，火花间隙和工作电阻都被安置在密封良好的瓷套中。
图3-1 阀式避雷器示意图 F—火花间隙；R—工作电阻（阀片）；
阀式避雷器的保护作用基于三个前提:
(1)它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合，在一切电压波形下，前者均处于后者之下。
(2)它的伏秒特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气强度。 (3)被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。
其中一切保护绝缘都可以近似地用一只等值电容C来代替，如果它与避雷器直接连在一起，则绝缘上受到的电压u2永远与避雷器上的电压u1完全相同，只要避雷器的特性满足上面所说的(2)(3)两个条件绝缘就能得到有效的保护。但在实际变电所中，接