输电线路的防雷接地技术
输电线路防雷措施

输电线路防雷措施在输电线路遭受雷击时,雷电会对输电线路造成过电压冲击,破坏输电线路的绝缘层使其出现闪络或产生涉漏电弧的现象,严重时可能会导致输电线路发生相间短路或者对地短路的故障,进而导致事故跳闸,如果不能在受到雷击的输电线路进行有效的处理措施,则会导致电力系统的供电中断,影响人们的日常生产和生活。
输电线路的防雷措施有:(1)避雷线(架空地线):沿全线装设避雷线是目前为止110KV及其以上架空线最重要和最有效的防雷措施。
35KV及以下一般不全线架设避雷器,因为其绝缘水平较低,即使增加绝缘水平仍很难防止直击雷,可以靠增加绝缘水平使线路在短时间故障情况运行,主要靠消弧线圈和自动重合闸装置。
(2)降低杆塔接地电阻:这是提高线路耐雷水平和减少反击概率的主要措施,措施有采用多根放射状水平接地体、降阻模块等。
反击是当雷电击到避雷针时,雷电流经过接地装置通入大地。
若接地装置的接地电阻过大,它通过雷电流时电位将升的很高,作用在线路或设备的绝缘体,可使绝缘发生击穿。
接地导体由于地电位升高可以反过来向带电导体放电的这种现象叫“雷电反击”。
(3)加强线路的绝缘:如增加绝缘子的片数、改用大爬距悬式绝缘子、增大塔头空气距离。
在实施上有很大的难度,一般为提高线路的耐雷水平,均优先采用降低杆塔接地电阻的方法。
(4)耦合地线:在导线的下方加装一条耦合地线,具有一定的分流作用和增大导地线之间的耦合系数,可提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。
(5)消弧线圈:能使雷电过电压所引起的单相对地冲击闪络不转变为稳定的工频电弧,即大大减少建弧率和断路器的跳闸次数。
(6)避雷器:不作密集安装,仅用作线路上雷电过电压特别大或绝缘薄弱的防雷保护。
能免除线路的冲击闪络,使建弧率降为零。
(7)不平和绝缘:为了避免线路落雷时双回路同事闪络跳闸而造成的完全停电的严重局面,当采用通常的防雷措施都不能满足要求时,在雷击线路时绝缘水平较低的线路首先跳闸,保护了其他线路。
220kV高压输电线路防雷接地技术探析

220kV高压输电线路防雷接地技术探析陈 卓 陈嘉康(国网重庆电力公司北碚供电分公司)摘 要:我国高压输电线路中220kV电路分布较为广泛,此类电路往往通过户外架空方式进行连接,因此,容易受到环境因素影响出现故障,如常见的雷击故障是破坏高压输电线稳定运行的主要因素之一。
为保障电路安全,本文对220kV高压输电线路防雷接地技术进行探析,详细分析常见的高压输电线路雷击形式,并针对防雷接地技术的实际情况,提出220kV高压输电线路防雷接地技术的设计和使用方式,全面提高防雷措施的有效落实程度,保障输电线路安全运行。
关键词:220kV;高压;输电线路;防雷接地技术;继电保护0 引言输电线路受到雷电威胁较大,在电路连接设计时,需要考虑其防雷性能和特点,确保防雷效果符合要求,保障高压电路的正常使用。
目前常见的防雷方式可以归纳为两种,其一为将雷电阻挡在设施之外,避免雷电进入而影响系统运行;其二为将雷电引导到其他区域,减轻雷电对重点区域相关设备的影响。
1 220kV输电线路雷击形式高压输电线在被雷击时会发生闪络,以此为依据,将输电线路的雷击形式分为两类:其一为直击。
在雷电直击塔顶避雷线时,电流会通过避雷线传导入相邻的杆塔结构,随着杆塔传输到大地。
该情况下一部分雷电电压会留在杆塔中,与导线上的电位形成高位电压差,从而引发杆塔导线闪络。
此类雷击故障在山区输电线中发生概率相对较高。
其二为绕击。
在雷电经过线路时,受到电感影响,容易出现雷电绕击故障,发生时会产生瞬间高压,使导线电位快速提高,此时导线的电位差与杆塔电位差相差过大,引起绝缘子串击穿放电,随之出现闪络现象[1]。
由于绕击产生的瞬时电压和电流较大,使其危害相对较大且发生较为频繁,其中高压线路发生概率更大,一般占总绕击的80%左右。
对其产生原因进行分析,能够发现其与高压线路保护角有关,具体公式如下:Pa=β槡h/86-3 35(1)其中,Pa为输电线路绕击率;β为高压线路保护角。
220kV高压输电线路防雷接地技术

220kV高压输电线路防雷接地技术摘要:近年来,我国电网建设进程不断加快,220kV高压输电线路建设规模越来越大,而雷击严重影响220kV高压输电线路的安全、正常运行,给人们的生产生活带来很多不便,所以为了进一步提高220kV高压输电线路的防雷效果,应采取多种有效防雷方法和技术,优化防雷设计,提高其安全性和稳定性。
关键词:220kV;高压输电线路;防雷接地技术1.高压输电线路的防雷意义通常情况下,我国的高压输电线路大都建设在较为空旷的区域,而这些区域正是雷击发生概率极高的地方。
发生雷击会给高压输电线路造成无法估量的损失,高压线路遭受到雷击后,系统就会出现跳闸以及切断线路的情况,导致整个系统的出现极大的损害。
在雷击发生的地方,当周边的绝缘措施或者是抗高压的能力比较低的话,就会造成连锁破坏的情况,从而使得产生的损失无法估量,同时也给周边居民的生命安全造成威胁。
在后期,国家还要投入大量的人力、财力、物力等对其进行修复性的工作,其在危害到人们利益的同时,也于国家的安全利益是一种较大的危害。
对防雷接地的技术合理的进行应用,可以大大的减少雷击产生的损害,使得我们国家的用电情况得到非常大的改善。
2.220kV高压输电线路的防雷接地技术2.1防雷措施2.1.1设置侧向避雷针作为一种高效避雷技术,杆塔侧向避雷针的设置主要是指通过水平侧针来达到对避雷线保护区域的有效扩展,在增加弱雷吸引数量的同时也尽可能降低220kV高压输电线路绕击的发生概率。
侧向避雷针的工作原理在于一旦雷云先导放电与地面达到一定距离时,侧向避雷针可以借助先导通道电场的改变来对电场移动方向作出调整,将雷电转移至避雷针接闪器位置,这就使得雷云电荷能够在避雷针处得到释放。
不同于保护角或是避雷线,侧向避雷针有着更加显著的雷电吸引能力,其特殊的针形结构强化了低空位置的弱雷吸引,使得高空位置的强雷作用极大减弱,更好地达到避雷目的。
关于侧向避雷针的设置可在杆塔横担临近挂点的位置安装约3m长的侧向避雷针,为了优化避雷针的防绕击效果,可将前后两端的倾斜角控制在45°左右。
浅谈输电线路的防雷接地技术 孙自珂

浅谈输电线路的防雷接地技术孙自珂摘要:本文阐述了输电线路雷电的原因及危害的种类,介绍了输电线路防雷与接地技术,分析了接地网存在的问题和改造方法,探讨了输电线路杆塔接地降阻措施。
关键词:输电线路;防雷;接地网;接地降阻措施为了减少输电电路的雷击故障,近年来,我们采取了多种防雷措施,如降低杆塔接地电阻,提高线路绝缘水平,采用负角保护,架设耦合地线,安装线路避雷器等,这对维护好供电企业输电线路起到了一定的作用。
一、防雷接地装置结构和工作原理防雷接地技术可在很大范围当中降低甚至避免雷电对电力系统的干扰和危害,其防雷接地装置具有相当突出的抗雷电功能。
防雷接地装置的工作原理包含防雷和接地两个方面:防雷功能的实现是通过相应装置的安装避免和减轻雷电对输电线路造成的破坏;接地功能装置则是将静电接地释放,以此避免静电对输电线路造成的不良影响[1]。
两种功能都需通过安装相应装置来予以实现,发挥防雷作用保护输电线路。
了解防雷接地装置的工作原理以及构成方式具有重要意义,以下是其中几种核心装置的简单介绍。
(一)雷电接受装置防雷功能的实现原理是将自然界的雷电予以有效转换,因此防雷接地装置的实际工作是在雷电发生同时将雷电进行吸引接受,并及时处理转换雷电。
雷电接受是防雷接地装置发挥功能的前提,雷电接收装置主要由各类直接或者间接方式接受雷电的金属杆构成,对自然界大多数的雷电袭击形式都具有良好的接受效果和能力。
我们生活中常见的雷电接受装置有避雷针、带和架空地线以及避雷器等。
(二)雷电导引装置雷电导引装置也是我们常说的引下线,引下线是一种导体装置,在整个防雷接地装置中的作用是将雷电接受装置所接受的雷电流从接闪器引导输送至接地装置。
通畅情况下,雷电袭击的形式多属直接雷电以及间接雷电两种方式,都会对电力系统以及输电线路造成一定程度破坏。
防雷装置所采用的引下线材质的强度、耐腐蚀性以及热稳定性等技术方面均需达到标准要求,是防雷装置里相当重要的构件。
输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能,降低线路的雷击跳闸率。
在确定线路防雷的方式时,应综合考虑系统的运行方式、线路电压等级和重要程度、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、土壤电阻率等自然条件,并参考当地原有线路的运行阅历,经过技术经济比较,实行合理的爱护措施。
除架设避雷线措施之外,还应留意做好以下几项措施。
1.接地装置的处理(1)高压输电线路耐雷水平随杆塔接地电阻的增加而降低。
电压等级越高,降低杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。
对土壤电阻率较高地区,应选择更换接地网形式和置换土壤的方法,达到降阻。
在雷击多发区域,主网线路杆塔接地电阻应保证小于10Ω,山区也应小于15Ω。
在雷雨季节前,对雷击多发区域线路应按规程要求的方法,进行杆塔接地电阻测量。
(2)接地装置埋深,要求大干0.6 m,采纳增大截面的接地引下线,引下线(热镀锌)表面要进行防腐处理。
严格根据规程执行接地装置的开挖检查制度。
重点检查接地装置的埋深、接头和截面的测量,对不合格的准时进行处理。
(3)降低杆塔接地电阻,还需要确保架空地线、接地引下线、地网相互之间的良好连接。
2.减小外边相避雷线的爱护角或者采纳负角爱护在以往进行防雷设计时,只要求遵照规程规定满意杆塔避雷线爱护角的要求就行了,忽视了山坡对防雷爱护角的影响,则造成了杆塔防雷爱护角不能满意防雷设计的实际要求,增加了线路闪络次数,影响了电网平安运行。
针对山区运行线路简单受绕击的状况,建议采纳有效屏蔽角公式计算校验杆塔有效爱护角,以便设计时针对爱护角偏大状况实行相应措施削减雷电绕击概率。
3.加强绝缘和采纳不平衡绝缘方式在雷电活动剧烈地段、大跨越高杆塔及进线段,应增加绝缘子片数。
由于这些地方落雷机会较多,塔顶电位高,感应过电压大,受绕击的概率也较大,通过适当增加绝缘子片数,增大导线和避雷线间的距离,达到加强绝缘的目的。
规程规定:全超群过40m的有地线杆塔,每增高10m应增加一片绝缘子。
浅析110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计

浅析 110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计摘要:110kV的输电线路在当今社会的电力系统中发挥着至关重要的作用,由于110kV的输电线路多在高空和山区中架设,存在着许多不安全的因素,很容易遭受鸟粪、污秽物附着、雷电等不安全因素的影响,从而导致线路跳闸、短路等电网事故的发生。
所以说防雷技术与降低接地电阻可以增强架空线路安全性,提高综合防雷技术,降低对110kV输电线路的维护费用。
因此110kV输电线路综合防雷技术与降低接地电阻的设计至关重要。
关键词:110kV输电线路防雷技术接地电阻一、110kV输电线路遭受雷击原理以及降低铁塔接地电阻的必要性110kV输电线路对整个电网系统中起着至关重要地位,在社会中也起着重要作用,能够促进社会经济的发展,提高人们的生活水平。
110kV一旦发生事故,可能导致大面积停电,造成重大经济损失,因此110kV输电线路的安全也十分重要。
110kV输电线路现在已经广泛使用,但在使用过程中经常受到雷击导致的架空输电线路事故。
而雷电属于自然现象,雷云放电一般在云中或者是云间进行的,只有很少一部分电子会对地发生,而雷云相对于其他云较低,再加上110kV输电线路的周边没有任何的带其他电性的电荷云层,这样110kV架空输电线路就会对带电雷云造成吸引,雷云集聚足够多的电荷后雷云电子被吸引且会形成电流,这些能够在很短时间内达到最大值,之后再逐渐的衰减下去,其冲击波陡度和雷电流幅值也会到达最大值。
当铁塔接地电阻没有较大时,雷击塔顶时将导致塔顶电位较高,塔顶电位Uk=Ik×R×a。
其中:Uk-塔顶电位;Ik-雷电流;R-铁塔接地电阻;a-雷电流冲击系数。
这个电压Uk足够高时,可以击穿空气,雷电流向导线释放。
再加上绝缘子表面脏污,导通电流不能及时恢复绝缘强度时,形成持续性放电,最终导致跳闸和引发一系列的事故。
这个雷击后电流也会通过输电线路的铁支架传递到地面,可能对当地的居民也会造成一定的危害。
输电线路的防雷措施
3.5.2 降低杆塔接地电阻
土壤电阻率低的地区,可利用自然接地电阻;
高土壤电阻率地区,可利用多根放射形接地体 或连续伸长接地体,配合降阻剂使用
3.5.3 架设耦合地线
增加避雷线与导线间的耦合以降低绝缘子串上的电 压; 增加对雷电流的分流作用
3.5.4 采用不平衡绝缘方式
两回路的绝缘子串的片有差异;
3.5.8 加强绝缘
冲击电压作用下木材绝缘材料性能较好,用木横担 来提高耐雷水平和降低建弧率(我国受条件限制很少 采用)
高杆塔时增加绝缘子片数 改用大爬距悬式绝缘子
增大塔头空气间隙
返回
雷击时绝缘子片数少的先闪络,闪络后的导线相当于 地线,增加了另一回路的耦合作用,提高了另一回路 的耐雷水平,使之不发生闪络,以保证不中断供电
3.5.5 装设自动重合闸
雷击造成的闪络大多数能在线路跳闸后自行恢复绝缘 性能,重合闸成功率较高 110kV线路成功率75%-95% 35kV及以下线路成功率50%-80%
3.5 输电线路的防雷措施
输电线路的防雷措施主要做好以下“四道防线”: 防止输电线路导线遭受直击雷; 防止输电线路受雷击后绝缘发生闪络; 防止雷击闪络后建立稳定的工频电弧; 防止工频电弧后引起中断电力供应。 确定输电线路防雷方式时,还应全面考虑线路综 合因素,因地制宜地采取合理的保护措施。
3.5.1 架设避雷线
作用: 防止雷直击于导线;
对雷电流有分流作用,使塔顶电位下降;
对导线有耦合作用,降低雷击杆塔时绝缘子串上 电压; 对导线有屏蔽作用,可降低导线上感应电压
具体实施: 330kV及以上: 全线架设双避雷线,α在20度左右 500kV时α小于等于15度,甚至负保护角 220kV: 宜全线架设双避雷线,α在20左右 110kV: 一般全线架设避雷线,α取20到30度之间 35kV及以下: 一般不沿全线架设避雷线 原因:绝缘水平低,雷击时易反击; 一般中性点非有效接地,单相接地后果不 是很严重,可依靠消弧线圈和自动重合闸
220kV高压输电线路防雷接地技术分析
220kV高压输电线路防雷接地技术分析发布时间:2022-12-04T06:41:35.380Z 来源:《当代电力文化》2022年14期作者:顾巍[导读] 为切实满足地区经济发展要求,为各领域生产经营建设提供充足的电力资源,220kv高压输电线路工程数量进一步增多,顾巍常州凌峰润源电力工程设计有限公司江苏常州 213000摘要:为切实满足地区经济发展要求,为各领域生产经营建设提供充足的电力资源,220kv高压输电线路工程数量进一步增多,需要做好220kv高压输电线路防雷接地工作,从根源规避高压输电线路雷击问题发生。
本文就针对此,首先分析220kv高压输电线路防雷接地技术的应用重要意义,提出防雷接地技术应用要点,以期为相关工作人员提供理论性帮助。
关键词:220kv高压输电线路;防雷接地;技术前言:为切实保障220kv高压输电线路施工质量与效率,需要制定出线路防雷安装管控体系。
防雷接地水平可直接影响到220kv高压输电线路电气设施运行故障发生几率,因此需要制定220kv高压输电线路防雷接地技术方案,做好安全防护方案的交底工作,及时检查防雷接地情况,确保防雷接地设施能够在保障高压输电线路安全可靠运行过程中发挥出重要作用。
1、220kv高压输电线路雷电事故分析1.1雷电对220kv高压输电线路危害在供电线路中存在着诸多金属材料,雷击问题出现后,架空线路会产生高压冲击波,沿线路向两个方向飞速传播。
由于供电线路采用架空结构,高压冲击波不会受到任何阻碍,直接对电源通讯系统造成破坏。
在220kv高压输电线路受到雷击的情况下,受到电磁感应导线出现过电压情况,致使220kv高压输电线路绝缘结构受到破坏情况,极易出现安全事故。
不仅如此,220kv高压输电线路对地阻抗也会出现电位差,导致线路出现绝缘闪络情况。
雷电对线路造成的危害极大,严重影响到导线与变电站。
雷电会导致线路可分为反击闪络与绕击闪络两种类型。
其中,反击闪络主要就是在220kv高压输电线路避雷与杆塔上受到雷击的情况下,电力线路电压大于冲击放电电压,导致杆塔到线路导线绝缘反击问题出现[1]。
输电线路的防雷措施
输电线路的防雷措施
1.架设避雷线使雷直接击在避雷线上,保护输电导线不受雷击。
减少流入杆塔的雷电流,对输电导线有耦合作用,抑制感应过电压。
2.增加绝缘子串的片数加强绝缘。
3.减低杆塔的接地电阻可快速将雷电流引泄入地。
4.装设管型避雷器或放电间隙以限制雷击形成过电压。
5.装设自动重合闸预防雷击造成的外绝缘闪络使断路器跳闸后的停电现象。
6.采用消弧圈接地方式。
7.架设耦合地线增加对雷电流的分流。
8.不同电压等级输电线路,避雷线的设置:
(1)500KV及以上送电线路,应全线装设双避雷线,且输电线路愈高,保护角愈小(有时小于20°)。
在山区高雷区,甚至可以采用负保护角。
(2)220~330KV线路,一般同样应全线装设双避雷线,一般杆塔上避雷线对导线的保护角为20~30°。
(3)110KV线路一般沿全线装设避雷线,在雷电特别强烈地区采用双避雷线。
在少雷区或运行经验证明雷电活动轻微的地区,可不沿线架设避雷线,但杆塔仍应随基础接地。
解析220kV高压输电线路防雷接地技术
通常情况下在雷电活动相对频繁,接地电阻较高的地区可采用消弧线圈接地措施进行防雷。消弧线圈是带铁芯的电感线圈,当220kV输电线路遭受雷击时,消弧线圈能够使放电处的电压下降,减轻雷电对线路的损害。当二相和三相遭遇雷击时,一相导线不会因此增加跳闸的概率。从地线和导线闪络的作用看,线路的耦合作用降低了没有发生闪络绝缘子的电压,一定程度上提升了线路的抗雷能力。
2.2接地技术
2.2.1架设耦合地线
当降低杆塔接地电阻较为困难时,可采取架设耦合接地线的途径。通过在导线下方增加接地线的方式,从而提升线路的耐雷效果,降低反击跳闸故障发生的可能性。耦合地线既能够降低杆塔分流系数,又使得接地电阻率相对较高的地区雷电感生电流在临近接地装置散流,起到降低塔顶感应电压的作用。同时,架设耦合地线能够提升导线与地线间的耦合程度,避免由于塔顶出现雷击对绝缘子造成的不良影响。
2.1.4采用绝缘方式中不平衡法则
现代220kV输电线路为了节省占地面积,通常会采用同杆架设的方式,这会导致双回路现象时有发生。通过采用绝缘方式中不平衡法则,能够有效区别双回路绝缘子串片,使其差异性特征更加凸出。当遭受雷击,线路绝缘子串片越少越容易产生闪络,闪络效果可以和地线相媲美。从而提升另一个导线的耦合性,使输电线路的防雷性得到显著提升。在实际操作时,两线路绝缘比过大或过小都不好,最佳比例为2:31左右,比例过大易导致线路故障,比例过小会影响防雷效果。因此,在安装线路时要应用不平衡法则,合理确定两线路比例和绝缘子片数。
2.1.5安装自动重合闸装置
220kV输电线路具有修复性的特点,当遭受雷击后,它可以短时间内控制由于雷电引起的部分问题。如减少冲击闪络、工频电弧导致的线路跳闸问题等,这是高压输电线路安全运行对保障。安装自动重合闸装置有助于及时判别“临时性故障”和“永久性故障”,从而及时采取应对对策,提升输电线路的安全可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
输电线路的防雷接地技术1 绪论第1章1.1 课题来源及研究的目的和意义“雷电”影响在输电线路故障跳闸次数中占70%~90%,给电力系统带来了大量的麻烦并且造成了巨大损失。
虽然发达国家在上世纪初已提出并研究“雷电先导放电临界击距和暴露弧”这一理念与机理,我国在解放后也开始了研究,然而,这一知识大多只在科研单位和超高压、特高压输电相关单位部分专业人员中掌握和应用。
更甚者是由于教学单位及教科书的相对传统与滞后性,目前相关大学教材中仍相当部分未编入这个课题,知道这一理念的人不多。
目前在实际应用中仍然没有引起广泛、高度的重视,在一般高压输电和配电线路中几乎没有应用,致使输电和配电线路雷电伤害问题仍然没有较根本性地得到改进和完善。
随着温室效应的发展,全球气候不断升高,年雷暴日、雷暴次数和雷电强度也不断提升,同时随着经济社会的快速发展,输电线路长度也在快速增加,准确把握雷电对输电线路的伤害原因,“对症下药”,有针对性地采取相应防护措施,最大限度地避免和减少雷电对输电线路伤害造成的损失,在工业化、自动化、现代化进程日益加快,对供电安全可靠稳定要求日益提高的今天及将来,具有十分重要现实意义。
1.2架空输电线路防雷的具体措施1.架设避雷线架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。
避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:1)分流作用,以减小流经杆塔的雷击电流,从而降低塔顶的电位。
2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。
3)对导线的屏蔽作用还可以减低导线上的感应过电压。
通常来说,线路电压越高,采用避雷线的效果越好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也就越低。
因此,110KV及以上电压等级的输电线路都应全架设避雷线。
同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率等,避雷线对边导线的保护角应该做的小一些,一般采用20°~30°。
220KV及330KV双避雷线路应做到20°左右,550KV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角应在15°左右。
2.安装避雷针安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。
国内外不少防雷专家,对避雷针能向保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是:对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域。
英国的BS6511法规曾指出:经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区的完整保护。
由于避雷针的引雷作用,所以累计次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地过程中,雷电流周围形成的磁场会产生接应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。
而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,是保护区的弱电设备因感应电压而损坏。
3.加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔,这就增加了杆塔落雷的机会。
高杆塔落雷时,塔顶电位高,感应过电压大,而且受绕击的概率大。
为降低线路跳闸率,可在高杆塔上增加绝缘子串片数,加大跨越当导线与地线之间的距离,以加强线路绝缘。
4.采用差绝方式此措施适宜于中性地点不接地或经小弧线的接地的系统,并且导线为三角形排列的情况。
所谓差绝缘,是指同一杆塔上三相绝缘有差异,下面两相交之最上面一相各增加一片绝缘子,当雷击杆塔上或者导线上,由于导线上相对较弱的先击穿,雷电流经杆塔大地,避免两相闪路。
5.采用不平衡方式在现在高压及超高压线路上,同杆架设的双回路线口日益增多,对此线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求,可以采用不平衡方式来降低双回路雷击时跳闸率,以保障线路的连续供电。
不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串数有差异,这样,雷击时绝缘子片数少的回路先闪路,闪路后的导线相当于地线,增加了另一回路的耦合作用,提高了线路的耐雷水平使之不发生闪路,保障另一回路的的连续供电。
6.预放电棒与负角保护针预放电棒的作用机理是减小导线、地线的间距,增大耦合系数,降低杆塔分流系数,加大导线、绝缘子片数对敌整容,改善电压分布;负角保护针可看成装在线路边导线的外侧的避雷针,其目的是改善屏蔽,降低雷击距。
7.装设消雷器消雷器是一种新型的直击防雷保护装置,消雷器对接地电阻的要求不严,其保护范围也比避雷针的较大,目前架设输电线路装设消雷器具有上千万套。
1.3 本章小结本章介绍了影响架空线路雷击的事故有很多,有一定的复杂性,解决线路的雷击问题,要从实际出发,综合治理。
在采取防雷措施前,要认真调查分析,充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况,核算线路的耐雷水平。
第2章 雷电分析2.1 雷击过电压及种类在输电线路上产生的大气过电压主要有两种,一种是由于雷击线路附近地面由电磁感应引起的,称为感应雷过电压;另一种是雷直击线路或杆塔引起的,称为直击雷过电压。
2.2击雷过电压根据历年来电业局对输电线路雷害事故情况统计,直击雷过电压是线路跳闸、瓷瓶闪洛、绝缘击穿的主要因素。
当雷直接击于线路杆塔或导线时产生的感应过电压较大,往往超过绝缘子串的雷电冲击放电电压值,引发线路的跳闸事故很高,对线路绝缘破坏较大。
直接雷过电可以分为三种情况:雷直接击于杆顶、击于避雷线档距中间、绕过避雷线击于导线。
通过统计分析,在上述三种雷击情况中,大部分雷击于杆顶,小部分雷击避雷线,还有一小部分雷绕击于导线。
下面是对雷击过电压正确的认识。
雷击线路铁塔或避雷线时,雷电流通过雷击电阻抗,使该点地电位与导线的电位差超过绝缘的冲击放电电压时,将会发生闪路,这种情况通常称为反击。
雷电直接击中导线,或者绕过避雷线击中导线即发生绕击。
2.3感应雷过电压大多数雷云带有负电荷,当在输电线路附近有雷云时,由于静电感应,导线上靠近雷云处将感应出(集聚)大量正电荷,如果此时雷云在输电线路附近放电,导线由于静电感应而集聚的“束缚电荷”瞬间得到释放,以波的形式沿着导线向线路两侧运动,形成感应过电压,这种由电场变化引起的雷过电压称为感应过电压的静电分量;同时由于雷电流迅速变化,在周围空间产生强大的电磁场将通过电磁感应在导线上感应出很高的电压;这两部分共同构成感应雷过电压,这部份称为电磁分量。
过电压设计规程给出了雷击线路周围时,在导线上感应的过电压为,若有避雷线时还将在避雷线上同时产生感应的过电压ad U ,反过来由于避雷线所产生的感应过电压还将与导线耦合,在导线上产生一耦合电压ad kU ,k 为耦合系数。
所以s h I U dl ad 25有避雷线时在导线上的感应过电压为ad U =ad U ()k U kU ad ad -≈1,以设计中常用的ZS2型直线杆(无避雷线)及ZS4型直线杆(有避雷线)为例计算当雷击线路周围时导线上的感应雷过电压,取得m S 65=雷电流幅值I 取KA I l 100=计算,ZS2杆(无避雷线)上导线的平均悬挂高度m d 1.12h =,ZS4杆(有避雷线)上导线的平均悬挂高度m h d 7.10=。
ZS2杆(无避雷线)在导线上的感应过电压ZS4杆(有避雷线)时在导线上的感应过电压 由于避雷线上的感应过电压在导线上产生的耦合电压为耦合系数k=k1k0,k12电晕校正系数1.1,k02导地线间耦合系数0.238。
所以有避雷线时在导线上的感应过电压:KA kU U U ad ad ad 305=-=若35 kV 线路,采用3片X-4.5型绝缘子U50%放电电压为360kV,由此可见感应雷过电压对35kV 及以下线路会引起一定的闪络事故,根据过电压设计规程提供的雷电流概率曲线可知,雷击时,雷电流幅值为100kA 的概率仅有15%左右,。
50%的概率在40kA 以下,因而当落雷距线路S>65m,对35kV 及以下线路会引起一定的闪络事故,对110kV 及以上线路,由于线路绝缘水平一般较高,7片XP-7型绝缘子放电电压为750kV 左右,所以一般不会引起闪络事故。
当雷击点到线路的距离S<65m 时,由于线路的引雷作用而将雷引向线路击于杆塔或导线。
2.4直击、绕击、反击的现象的可能原因及分析(1)直击(雷直击铁塔顶部、雷直击避雷线中央)和反击(过高的接地电阻,造成塔顶 电位大幅度上升)现象大体相同,其耐雷水 平在规程中也是做统一规定,由于篇幅有 限,在这我们把它们列入一起进行阐述,而 绕击现象与直击和反击不同,它也是引起 高压送电线路跳闸的主要原因,也是我们 今后防雷工作的重点。
雷电直击、 击跳闸一般雷电流较大,反如500KV 典型铁塔反击耐雷水平可达125KA —175KA 雷电反击一般有下列特征:①雷电绕击一般只引起单相故障;②导线上非线夹部位有烧融痕迹(有斑点)结瘤现象或导线雷击断股)的,一般是雷电绕击引起;③水平排列的中相或上三角排列的上相导线一般不可能雷电绕击跳闸;④水平或上三角排列的KA s h I U d L ad 465651.121002525=⨯=≈kW S h I U d L kd 411657.101005.25.2=⨯=≈()KAkU ad 108411238.01.1=⨯⨯≈边相或鼓形排列的中相有可能雷电绕击;⑤雷电绕击电流与导线保护角和塔高度有关,当雷电流幅值较大时,绕击的可能性较小。
(2)对于雷电反击故障,降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效,对于雷电绕击故障,减小避雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。
对于双回路或多回线路,差绝缘配置有一定效果。
第3章架设防雷接地线路避雷线又称架空地线,架设在杆塔顶部,一根或二根,用于防雷,110-220千伏线路一般沿全线架设。
架空送电线着雷时,可能打在导线上,也可能打在杆塔上。
雷击导线时,在导线上将产生远高于线路额定电压的所谓“过电压”,有时达几百万伏。
它超过线路绝缘子串的抗电强度时,绝缘子将“闪络”,往往引起线路跳闸,甚至造成停电事故。
避雷线可以遮住导线,使雷尽量落在避雷线本身上,并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置,使雷电流流入大地。
雷击杆塔或避雷线时,在杆塔和导线间的电压超过绝缘子串的抗电强度时,绝缘子串也将闪络,而造成雷击事故。
通常用降低杆塔接地电阻的办法,来减少这类事故。
避雷线的保护效果还同它下方的导线与它所成的角度有关,角度较小时,保护效果较好。
在架有两根避雷线的情况下,容易获得较小的保护角,线路运行时的雷击跳闸故障也较少,但建设投资较大。
我国近年来新建的220千伏以下线路,多采用一根避雷线。
在雷击不严重的110千伏及较低电压的线路上,通常仅在靠近变电所两公里左右范围内装设避雷线,作为变电所进线的防雷措施。
避雷线一般使用镀锌钢绞线架设,常用的截面是25、35、50、70平方毫米。
导线的截面越大,使用的避雷线截面也越大。
避雷线也会因风吹而振动,常易发生振动的地方通常装有防振锤。