35KV线路避雷器的研究与设计【文献综述】

毕业设计开题报告电气工程及其自动化35KV线路避雷器的研究与设计一、前言随着科技的发展，工农业发展的迅速提高，电力资源变得越来越重要，所以对线路的输配供电的可靠性的要求也就越来越高。

如果当输电线路被雷电击中时，就会导致线路跳闸或者本体受到损坏，就会影响到供电的持续性，如果把输电线路接地，就可以用来防雷电，不仅可以减少由于雷电击中输电线路而引起的跳闸的次数，还可以有效地保护变电站内电气设备安全运行，是维持电力系统可靠、持续供电的重要环节[1]。

根据电网故障分类统计的显示，由于雷击对输电线路造成的故障增多了。

例如,在我国跳闸次数比较多的地方,高压线路运行的总跳闸次数中,由与雷击而引起的次数约占40～70%,特别是在土壤电阻率高、多雷、地形复杂的地区,由雷击输电线路而引起的事故率更高[2]。

在线路上装避雷器是一种有效的方法，不仅减少了线路由于受雷击而引起的事故，还提高了电力系统运行的可靠性，更是降低了线路运行的成本。

七十年代, 富兰克林提出有关避雷针的理论,避雷器很快被研究出来,历经一百多年后，国外开始开展了对应用避雷器来降低线路雷击事故的研究,而且成功地将避雷器应用到输电线路上。

我国已经研制出10～500kV的线路避雷器,并且已大量应用于输电线路的雷电防护中[2]。

当前，我国对110kv及以上的输电线路避雷器的防雷效果进行了系统的研究，对35kv输电线路避雷器还没有全面的研究，其原因是35kv输配线路地处旷野，雷击线路概率大，造成线路跳闸的次数占电网总事故的比例很大，所以对35kv避雷器的研究有深远的意义。

同时,也威胁变电所的主要因素是雷击线路时雷电波进入输电线路。

降低了自然灾害对经济发展的影响，减少了雷电对输电线路的损害，更是保护了电力系统的稳健发展。

因此,对线路的防雷保护与研究有着非常重要的意义。

为了减少雷电对输电线路安全运行的影响，采用新的防雷技术来提高线路的耐雷水平，来减少线路的跳闸次数。

随着合成绝缘材料在防雷技术上的应用，把避雷器安装在输电线路的容易击段和线路两端,不但输电线路的耐雷水平提高了,而且雷击的跳闸率降低了。

二、主题1、世界有名的避雷品牌现市场上比较常见的避雷器有：INNOV ATIVE避雷器，金力JLSP产品，深圳安普迅（ANSUN防雷器），英国ESP furse避雷器，美国PANAMAX避雷器，DEHN避雷器，TOP防雷器、法国Soule避雷器，LKX雷科星品牌避雷器，地凯防雷避雷器，中国大陆KBTE科比特避雷器，Haide还得防雷器，德国OBO 防雷器，美国POL YPHASER天馈避雷器。

图1ANSUN直流电源防雷器图2 英国ESPfurse避雷器2、国内外线路避雷器的现状路避雷器小型化、线路避雷器标准化、线路避雷器高压化、线路避雷器智能化、外串间隙线路避雷器广泛应用。

3、避雷器分类从组合结构分间隙类、压敏电阻类、放电管类、抑制二极管类、压敏电阻/气体放电管组合类、碳化硅类。

按照保护性质可以分为：短路式避雷器或开关型、开路式避雷器、限压型；按照工作状态或安装形式又可分为：并联避雷器和串联式避雷器。

4、避雷器参数定义避雷器的参数包括：标称电压错误!未找到引用源。

、额定电压错误!未找到引用源。

、额定放电电流错误!未找到引用源。

、最大放电电流错误!未找到引用源。

、电压保护级别错误!未找到引用源。

、响应时间错误!未找到引用源。

、数据传输速率错误!未找到引用源。

、插入损耗错误!未找到引用源。

、回波损耗错误!未找到引用源。

、最大纵向放电电流、最大横向放电电流、在线阻抗、峰值放电电流、漏电流。

5、氧化锌避雷器的七大特性氧化锌避雷器有较大的通流能力、氧化锌避雷器有优异的保护特性、工频有较强的耐受能力、氧化锌避雷器有良好的密封性能、氧化锌避雷器有良好的机械性能、氧化锌避雷器有良好的解污秽性能、氧化锌避雷器有高运行的可靠性。

6、防雷技术改造方案为保证避雷器有足够能力保护绝缘子串，在避雷器保护范围以外也尽量避免发生雷击事故，首先要根据运行经验删选出整条线路中最容易受雷击的杆塔，然后确定受雷击的几个段落，最后设计多种防雷方案的技术改造。

（1）加强所选线路段落的绝缘水平，35kv输电线路的悬垂串可以增加一个绝缘子。

当雷击导线时，雷的电流是以光速传播在雷击点一分为二向两端并且就近流向线路的绝缘薄弱的环节上放电。

感应雷击过电压最大值可能达到300错误!未找到引用源。

400kv，对35kv线路有很大的威胁，设计为4片悬垂串后冲击闪络电压可能达到415kv，适当提高线路的绝缘水平后，可以消除了感应雷的威胁又可以提高线路自身的耐雷水平。

（2）把三相悬挂式线路型避雷器加装在所选中的容易受雷击的线路杆塔上。

三角形排列的35kv线路上三相导线字型杆塔可考虑加装最上边一相，它受雷击的概率比其它两相要高的多。

三相同时装避雷器可以避免相间雷击闪络事故发生。

（3）对与因受地形影响却不能加装绝缘子的杆塔应该考虑装设避雷针。

运行经验显示避雷针可以很好地防止雷击导线，它的保护范围与地理环境和线路的高度相关，避雷针的效果与雷击幅度和杆塔电感接地电阻相关，选用时应进行周密的计算。

在有可靠地情况下，避雷针能有效地将雷电流引入大地，防止反击事故发生，由于各地区因土质不同、气候条件不同，土壤电阻率也不一样，对于气候干燥的地方来说一味地追求降低接地电阻意味着投入的加大，这就是为什么对于严重雷击事故频繁的杆塔采用避雷器的原因，因为避雷器能够吸收雷电的能量，限制雷击过电压的幅值，比避雷针更加有效[3]。

（4）对加装避雷器和避雷针的杆塔要实行接地措施，只是利用杆塔的自己接地是不够的，还必须焊接接地引入下线，来确保不发生反击事件的发生。

图335kv避雷器典型图7、安装线路避雷器的定点原则(1)根据线路的运行经验,正确选择雷击的类型。

根据线路投运到现在的运行情况来看,选出易遭受雷击的杆塔,分析后再确定是绕击还是反击。

(2)线路所经过环境的影响。

现场勘察线路经过的地段,特别对经过池塘、小溪等地段的线路要重点分析,并记录它有可能因地貌条件、地形而使线路杆塔遭受雷击的地段,一般经过这个路段的杆塔应该率先考虑。

(3) 相邻杆塔和杆塔的接地电阻的间距。

根据线路运行时而设计的杆塔的接地电阻要求及实际接地电阻值,确定不符合接地电阻设计要求的杆塔并且进行改造,对于因由于地质条件限制却不能达到要求的应该优先考虑[4]。

35kV 避雷器的选型和安装选型:线路避雷器有无串联间隙和带串联间隙2种。

因为需要安装在线路导线上,所以选质量较轻、体积较小、结构较简单。

安装方式:安装时,竖直安装在横杆上或竖直安装在横杆上。

其主要技术性能如下:①使用条件为:长期施加在避雷器上的工频电压小于避雷器的持续工作电压[5] ;②系统的额定电压35kV,避雷器的额定电压42kV。

8、避雷器测试方法种类及优缺点避雷器测试方法分三种：常规测试、在线监测、带电测试缺点: ①测试条件与避雷器的正常运行条件不同,不能准确判断; ②许多间隔因为供电的需要,避雷器很难按期停电测试检验;③需要停电,浪费时间,检修费用昂贵。

为了运行人员能够马上地发现运行中避雷器出现的异常情况,必须在线监测仪对避雷器实施全天不间断的监测,不需要停电,是一种较为理想的检测方法。

因为在线监测仪侧重于监测机械缺损的故障或氧化锌避雷器内部电阻片受潮,对电阻片老化引起的避雷器故障存在监测上的误区,另外在线监测仪因为设计制造及受户外环境的影响,造成测试仪表精度降低和故障率增大因此在线监测仪不能较为有效地反映避雷器的实际运行工况。

避雷器带电测试可以很快地反映避雷器的运行情况,保护在线监测仪对避雷器阻性电流监视不到位,并且不需要停电,但是带电测试有很大的局限性,当母线避雷器安装在35kV高压柜内时,因为空间的有大小,不能带电测试避雷器;并且,根据带电测试的二次接线法了解,当避雷器所在的线路处于热备用情况时,不满足带电测试的条件。

优化方案如果能将常规试验、在线监测和带电测试三者相互结合,优势互补,行成一种优化的方案,就能准确并且及时的对金属氧化锌避雷器工作状况做出正确的判断。

9、35 kV线路防雷的综合治理及存在问题由于35 kV线路耐雷水平低、受雷击跳闸率很高,所以要有针对性地实施多种防雷措施。

当地的电阻小于10Ω 时,增设架空避雷线和绝缘子都能明显提高线路的防雷水平; 当地的电阻大于40Ω时,只有安装避雷器和耦合地线时才有明显的效果。

依据容易受雷击的杆段和线路运行中雷电活动情况,对由于雷击而导致跳闸概率较高的线路进行综合治理。

重点对雷击跳闸率最高的3条线路进行防雷改造,25年来其雷击跳闸统计见图4[6]。

改造接地通道和地网,在雷电易击杆段安装氧化锌避雷器,将S-280瓷横担转换为S-380,对悬瓶串由3片增加为4片,同时进行带电零值的测试,在一些重要跨越,人口稠密地方,增设架空避雷线与降低接地电阻[6]。

通过这些防雷措施,雷击跳闸概率逐年降低。

图43条35 kV线路雷击跳闸次数统计效果(1)杆塔装了线路避雷器后,线路的雷击跳闸次数减少了。

(2)在输电线路的防雷方面，线路型合成绝缘氧化锌避雷器的效果更加的有效。

(3)继续对有雷击故障的线路进行全面分析,有针对性地加装线路避雷器来提高杆塔耐雷水平,提高线路运行的可靠性,同时不断积累避雷器防雷工作方面的运行经验。

三、总结因此正确选择对线路避雷器安装位置是非常重要的,决定线路避雷器能否充分地发挥它的作用。

在输电线路上容易受雷击地区杆塔上安装线路避雷器后,杆塔段没有发生雷击跳闸事故,提高了输电线路的耐雷水平,线路避雷器在输电线路上起到了很好地作用。

为了保障往后输电线路安全供电，我们应该继续分析、总结输电线路的防雷工作,而且应该深入研究并积累线路避雷器的运行经验,来不断地提高输电线路避雷器的耐雷水平。

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