第10章 输电线路的防雷-2014

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输电线路的防雷设计与运维技术

输电线路的防雷设计与运维技术

输电线路的防雷设计与运维技术随着电能需求量的增加,电力系统建设越来越完善,输电线路是各个环节之间的连接,相当于电力系统的血管,所以输电线路的安全运行在电网中占举足轻重的地位。

雷击事故不仅会造成大面积停电,影响人们的生活和经济发展,还会将事故扩大,因此必须设置可靠的防雷保护。

在实际运行中,雷击输电线路是造成电网及电力系统故障的主要原因,经过统计,雷击所造成的断路器跳闸事故又是输电线路上发生次数最为频繁的,尤其是架设于山区的线路,地形造成的限制,使得线路故障大多是由于雷击跳闸引起的,基本占总跳闸次数的40%-70%,因此对输电线路的防雷应该极为重视。

标签:输电线路;防雷设计;运维技术引言由于现在社会经济发展的越来越快,社会对电力的需要也是越来越大,在我国很多的输电线路大多数都是在室外暴露的,我们国家又经常出现雷雨的季节,也因此输电线经常性的会因为受到雷的击打而出现故障。

在输电线路遭受了雷击,很多的情况下不仅会对输电线路的设备产生严重的损伤,而且还对老百姓们的用电造成了影响,除此之外,可能还会对老百姓们的室内家电产生影响,严重的话会危及人们的生命财产。

对输电线路进行综合性的防雷措施能够有效地避免线路事故。

1雷击危害(1)如果线路遭受到雷击情况,导线和地线上的电压都比较高,会导致杆塔的间隙或者是交叉跨越的间隙出现被击穿的情况。

(2)如果出现架空地线档中落雷情况,放电通道连接的底线上,会出现强度降低的情况,严重的会出现断股、灼烧的问题,进而导致底线中断。

(3)在雷击作用下,会导致绝缘闪络,使得相间或者是单相接地出现短路情况,从而使得导线、接地引下线出现烧伤乃是烧断问题。

(4)在雷击作用下,会导致绝缘子闪络,电源开关出现跳闸情况,如果较为严重,还会导致绝缘子串脱开甚至炸裂情况,从而导致线路出现接地故障,且这种故障无法修复。

2输电线路防雷设计2.1搭设避雷线通常来说,避雷线的首要效用就体现在避免雷直击到导线之中,而且还具备分散电流方面的效用,由此降低经由杆塔的雷电流,同时拉低塔顶的电位。

电力系统防雷保护(二)

电力系统防雷保护(二)

可将避雷器上的电压ub近似 为一斜角平顶波。波头上升 部分斜率为侵入波的陡度, 幅值为Ub-5
只要避雷器上电压<变压器冲 击电压,则可保护
17
二、距离效应
由于避雷器离被保护设备有一段距离,在波的折反射过程中,被 保护设备的电压将不同于避雷器上的电压。
at
L
B
T
at
L
B
T l2
l1
(a)
雷电波侵入变电站的典型接线
例题:
一条220kV线路架设在平原地区,绝缘子串13片,正极性50%放电 电压为1410V;杆塔冲击接地电阻为7,避雷线半径为5.5mm, 弧垂fd=7m,导线弧垂fd=12m。求该线路的耐雷水平和雷击跳闸 率。 解:(1) 求耦合系数
避雷线的平均高度
导线的平均高度 h
d
h b 29 . 1
13





对于110kV以下的配电装置,绝缘水平高,可 用构架避雷针,并就近装设辅助接地装置。 对于变压器,由于最重要,因此不能装设构架 避雷针 对于35kV以下的变电站,由于绝缘水平低,故 只能装设独立避雷针,接地电阻不能超过10 发电厂厂房一般不能装设避雷针。 现在国标也推荐采用避雷线。
2 降低杆塔接地电阻
工频接地电阻一般为10-30
3
架设耦合地线
在某些雷击故障频繁的线路上,在导线下方架设一条耦合地线。 可起到分流、增加耦合的作用。
4
采用不平衡绝缘方式
在同塔双回线的情况下,采用不平衡绝缘,可避免双回线同时跳 闸而完全停电。 10
常用措施(二):
5 6 装设自动重合闸
我国110kV以上线路自动重合闸成功率在75%-95%以上

输电线路雷击事故发生的原因及防雷措施分析

输电线路雷击事故发生的原因及防雷措施分析

输电线路雷击事故发生的原因及防雷措施分析摘要:雷击是一种随机性非常高的自然现象,能对输电线路造成非常大的破坏。

因此,输电线路的防雷接地就非常重要,保证输电线路不受雷击的影响是当前电力部门工作的主要重心。

防雷接地技术能起到避免雷击对输电线路造成破坏的作用,对其他的电力设备也有着很好的保护作用。

因此,开展输电线路雷击事故发生的原因及防雷措施的分析至关重要。

关键词:输电线路;雷击事故;防雷1 输电线路雷击事故发生的原因分析输电线路的正常运作过程之中,引起雷击事故高发的因素有很多,但总体可以分化为线杆、保护角、接地装置等问题,则我们针对这些导致雷击事故多发的原因加以分析,以便于采取更好的应对措施。

1.1 杆塔问题在生活中我们经常看见杆塔多为水泥杆和铁塔,接地措施是应用杆塔内部的钢筋来实现的。

当发生雷击事故时,所产生的电流将会由塔内钢筋导向地下,一旦遇到瞬间产生的电流过大,就很容易导致水泥杆发生爆裂或产生裂痕。

对于那些本身就存在裂缝的水泥杆,雷电极易扩大原有裂痕,更甚严重的还会发生杆塔倾斜。

这些影响都会导致输电线路中断,对正常供电带来很大的影响。

1.2 保护角问题虽然我国在相关规定之中,对于输电线路避雷线保护角有着明确的规定,但在实际输电线路架设工作实施中,保护角的问题常常被安装人员所忽略,即便安装人员考虑到避雷线保护角安装问题,也有可能应为突发情况或特别原因而导致保护角角度过大,所以在发生雷击事故时,对于绕击的可能性有着不可避免地增加。

1.3 接地装置问题接地装置在雷电防护之中有着至关重要的作用,它将本身所受雷击产生的电能,通过接地装置导向地面,从而达到降低电流电力设施所造成的影响或破坏的作用。

但依据实际调查来看,我国的输电线路中接地装置普遍存在着腐朽或降低电阻的问题。

我国目前大量采用的接地材料以碳钢为主,这种材料使用时间过长,无法避免地会产生一定程度的腐朽,使其导电性变得更加薄弱。

电阻增大,使得雷击事故发生时并不能起到良好的导电效果,雷击依然会对电气设施造成损害。

架空输电线路的防雷(标准版)

架空输电线路的防雷(标准版)

( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改架空输电线路的防雷(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes架空输电线路的防雷(标准版)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电流,从而降低塔顶电位;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降低导线上的感应过电压。

通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。

因此规程规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,110kV线路一般也应全线架设避雷线。

同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率。

避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°~30°。

220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15°及以下。

为了起到保护作用,避雷线应在每基杆塔处接地。

在双避雷线的超高压输电线路上,正常的工作电流将在每个档距中两根避雷线所组成的闭合回路里感应出电流并引起功率损耗。

为了减小这一损耗,同时为了把避雷线兼作通讯及继电保护的通道,可将避雷线经过一个小间隙对地(杆塔)绝缘起来。

雷击时,间隙被击穿,使避雷线接地。

2降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高,这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施。

10 发电厂和变电站的防雷保护

10 发电厂和变电站的防雷保护
避雷器动作后:
变压器(也是避雷器)上电压有两个峰值: Uch :避雷器冲击放电电压 Ubm:避雷器残压的最大值,取5kA下的数值
两个峰值Uch和Ubm基本相同
1.避雷器与被保护设备距离为零时的过电压
变压器得到可靠保护条件:变压器冲击放电电压大于避雷 器的冲击放电电压和5kA下的残压 110kV~220kV变电所雷电流不得超过5kA,故5kA下的 残压用Ub.5表示。
§10-3 变电所的进线段保护
进线段:输电线靠近变电站1-2km的线段 进线段保护:加强进线段防雷保护措施(无避雷线的架设
避雷线,有避雷线减小保护角,增加绝缘子片数,加强检查巡 视);使进线段耐雷水平高于线路其它部分,减小进线段发生 绕击和反击形成侵入波的概率,这样侵入变电站的雷电波主要 来自进线段之外.
32
例:220kV线路的冲击绝缘强度U50%=1200kV,线 路波阻400,变电站中氧化锌避雷器的残压520kV
21200 520
Ibm
400
4.7kA
避雷器中的雷电流不超过5kA ,这也是避雷器残
压按照5kA考虑的原因。
33
2. 进入变电站的雷电波陡度a
τ

τ0

(0.5

0.008U hc

2a
l2 v
uT
(t)

2at p
Ub5

2a
l2 v
由于入侵波在变压器与避雷器之间多次反射,作用
在变压器上的电压具有振荡性质,相当于截波的作用。
uT
U b5
变压器上典型的实际电压波形
t
22
3.变压器与避雷器之间允许的最大电气距离
实际中以变压器承受多次截波的能力(多次截波耐压值 uj)表示承受雷电波的能力。

输电线路防雷设计具体措施要点分析

输电线路防雷设计具体措施要点分析

输电线路防雷设计具体措施要点分析摘要:近年来,国家加强和规范了输电线路工程的质量要求,因而对输电线路的设计也提出了更高的要求。

而输电线路多架设在户外,经常受到雷电侵袭,导致输电线路运行故障,造成大范围停电事故,因此要重视输电线路的防雷设计。

从设计阶段开始,就要合理选择合适的设计方案,考虑线路防雷问题,合理选择线路路径;架设避雷线;降低杆塔接地电阻,提高线路整体绝缘水平,提升安全运行率和供电可靠性。

本文在此从输电线路雷击的成因出发,对如何做好输电线路防雷设计提出了几个关键措施。

关键词:输电线路;防雷;设计措施;避雷针;避雷线前言:目前,我国仍然有许多地方的输配电线路的杆搭高度严重超过超准,更有些地方的输配电线路没有进行防雷措施设计,不仅增大了输配电线路故障的可能性,还可能对周围的居民带来人身安全的威胁,因此,输配电线路的防雷设计尤为重要。

一、输电线路防雷概述输电线路雷击时产生的过电压可达400kV,极易对35kV以下的线路造成致命性的伤害。

同时,雷电直击也是造成110kV以上输电线路故障的重要因素之一。

直击雷可划分为绕击和反击两种形式,均能严重威胁线路的安全运行。

经调查数据显示,绕击多发生于山区线路中,反击多发生于平原和丘陵地区线路中。

所以,在设计输电线路之前,应对雷击的性质进行充分研究,从而运用针对性较强的防雷技术,以提高防雷效果。

针对山区线路,应当选择防雷走廊,减小避雷线保护角,增强绝缘性能;对于丘陵和平原地区线路,应当采用有效措施降低电阻,以达到防雷的作用。

据统计,输电线路的雷害事故占有很大的比例。

由于输电线路保“网”的重要地位,如何减少输电线路的雷害事故成为电力系统安全稳定运行的一项重要课题。

所以加强架空输电线路的耐雷水平,减少输电线路雷害事故引起的跳闸是防雷设计的首要任务。

二、输电线路雷击成因分析在雷击杆顶时,由于塔角接地电阻 R很小,于是就出现反射现象。

如 R=0,则杆顶部不会出现对地电压。

输电线路的防雷措施

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。

输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施
分流作用 耦合作用
5
• 避雷线的假设原则: 1). 3~10kV线路防雷保护
• 不架设避雷线,为提高供电可靠性可投入自动重合闸。 • 在雷电特强烈地区可采用高一电压等级的绝缘子,或
顶相用针式两边改用两片悬式绝缘子(不平衡绝缘)。 • 对特殊用户应用环形供电或不同杆双回路供电,必要时
改为电缆供电。
7.采用不平衡绝缘方式:
针对同杆并架的线路, 按三角形布置,在上面的线 上加间隙或管型避雷器,对 其他线起到保护作用。
8、安装线路避雷器:
把避雷器并联在线路上, 当作用电压超过避雷器的 放电电压时,避雷器先放 电,限制了过电压的发展。
习题
7.1 说明避雷线在输电线路防雷保护中的作用。对有避雷 线的线路应采取什么措施来提高耐雷水平?
根据前面对雷电产生、发展的分析,在确 定不同电压等级的输电线路防雷保护方式时, 主要应从线路的重要程度、系统的运行方式、 输电线路经过地区雷电活动的强弱、地形地 貌的特点、土壤电阻率等条件,结合当地原 有线路的运行经验,根据技术经济比较的结 果,因地制宜、全面考虑。
输电线路防雷的措施(“四道防线”):
2
输电线路防雷的措施“四道防线”的图 示
输电线路防雷的具体措施
• 架设避雷线 • 降低杆塔接地电阻 • 架设耦合地线 • 采用不平衡绝缘方式 • 装设自动重合闸 • 采用消弧线圈接地方式 • 加强绝缘 • 装设避雷器
4
1.架设避雷线
避雷线,处于导线的上方,架空的接地线。 避雷线的作用:
对导线有遮蔽作用,可避免雷直击导线。 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;
(1)防止雷直击导线 沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合

电力架空输电线路防雷措施

电力架空输电线路防雷措施

电力架空输电线路防雷措施摘要:架空线防雷是一个长期而复杂的系统工程,其主要目标是通过加强其抗雷能力,减少其雷击跳闸,从而保证电网的正常运营。

线路防雷方式的选择要综合考虑线路所受雷击的种类,采取相应的防护措施,并综合考虑线路重要程度、系统运行方式、线路穿越区域的雷电强度;根据地形地貌特征、土壤电阻率的高低情况,结合当地现有线路的运营经验,进行综合对比,因地制宜;采取适当的避雷措施。

关键词:电力架空;输电线路;防雷措施;引言为了更好地满足人民的用电需求,必须保证电力网络的安全性、可靠性和有效性。

但随着电力系统的不断建设与完善,因雷击造成的用电事故也有上升的趋势,迫切需要对其进行防范;从而保证电力系统的安全、稳定,更好地满足人民群众的用电需要。

1.架空输电线路遭雷击的特点和原因分析1.1架空輸电线路遭雷击的特点在雷雨季节,由于架空输电线路处于复杂的环境中,极易遭受闪电攻击,严重影响了线路的安全与稳定性。

对电线造成的特殊危险是,当电流通过导线时,由于电流过大,会产生发热,如果温度超过了导线所能承受的极限,那么导线就会被烧毁,从而失去保护,从而造成绝缘子的闪络和击穿。

一般来说,架空输电线路上的雷击都是有一定的规律的,比如远离地面的人,就会被闪电击中,或者是土壤电阻较高的人,在这种情况下,很难被雷击。

1.2架空输电线路遭雷击的原因架空输电线路出现雷击的原因有很多,一是由于电线材料本身的绝缘性较差,二是长期使用会导致电线的绝缘性能降低。

第二,由于避雷线的布置不合理,造成了避雷线受到外部环境的影响,不能有效地发挥避雷线的功能,或者是避雷线超过了保护范围,不能保障线路的传输。

第三,避雷线接地不良,避雷线与电线间距过短,会影响线路的防雷性,增加雷击的几率。

第四,架空输电线路发生雷击事故,与防雷防护工作不力有关。

2.电力架空输电线路防雷措施2.1提高线路绝缘的水平在架设输电线路时,应注意选用绝缘子,同时应充分重视绝缘子的监控和维修保养工作。

输电线路防雷措施的分析

输电线路防雷措施的分析

雷 电 一 直 是 危 害 电 力 系 统 安 全 运 行 的 重 要 因 素
杆 A相 绝 缘 子 雷 击 闪 络 。 1 1 0 k V输 电 线 路 跳 闸 3 次, 雷击 跳 闸率 0 . 6 7次 / 百公 里 , 分 别 是 6月 3日 东 尧 线
之 一 。随着 经济 的发展 ,对 输 电线 路供 电可靠 性要
s t r i k e ,a n d ind f o u t r e c t i ic f a t i o n me a s u r e s a bo u t a v o i di ng l i g h t ni n g s t r i k e S O a s t o e f f e c t i v e l y r e d u c e t h e r e gi o n’ S l i g h t n i n g t r i p— o u t r a t e a n g t h i s me a s u r e s a c c o r d wi t h t he a c t u a l a p pl i c a t i o n o f Zh u n Ge Er r e gi on . Ke y wo r ds :t r a ns mi s s i o n l i n e; l i g h t ni ng pr ot e c t i o n me a s u r e s ;l i g h t ni n g t r i p— o ut
关键词 :输 电线路 ; 防雷措施 ;雷 击跳 闸
A na l ys i s o f I n t e g r a t e d Li g ht ni ng Pr o t e c t i o n o n Tr a n s mi s s i o n Li ne

高压输电线路的防雷技术

高压输电线路的防雷技术

高压输电线路的防雷技术摘要:雷击跳闸是影响特高压输电线路安全运行的主要因素,尤其在雷电活动强烈地区面临的防护压力很大,本文对特高压输电线路的雷击特点、耐雷性能研究方法与影响因素、防雷措施进行了探讨。

关键词:特高压输电线路;防雷1 高压输电线路防雷的意义当前,国内市场经济快速发展带动了人们生活水平的提高,人们在日常工作和生活中对电力系统都有了更高的要求,因此电网规模也在迅速扩充当中,相关运行设备以及输电线路架设数量也在快速的增加。

因此,提升高压输电线路的相关安全性也是电力企业首要面对的问题。

架空高压输电线路通常选择架设在空间辽阔的地方,为祖国各地进行通电,所以线路较长,往往出现错综复杂的状况。

极容易出现雷击事故,或者高压输电路遭受雷击,导致线路自动跳闸,此时电力系统将无法正常使用,同时还要耗费较多人力和财力沿线进行检查维修;此外,雷电会随着线路侵袭电力设备,使部分设备受到伤害。

正常情况下,输电线路的绝缘性是所有设备中最强的,其次是变电所,而发电机的绝缘性比较差,所以当受到雷击后,供电企业就会受到严重的损害,因此提高输电线路防雷技术水平不仅是为了保护线路安全,同时也是为了保护电力企业经济不受损害,从根本上保护线路、用户以及相关设备的使用安全。

2高压输电线路遭受雷击的原因及危害分析2.1 高压输电线路遭受雷击的原因在一般情况下,高压输电线路往往会设置在空旷地区,且选择的高空架设的结构,这样的结构有着较高的高度,继而也就更加容易遭受雷电袭击。

同时,高压输电线路其直径较粗,以承载住较高电压的输电供应,其内部相应的金属材料较多,相较于中低压的输电线路而言,其所遭雷电击中的概率将更大。

雷电对于高压电线所产生的冲击波力度之大,势必对于相应的供电设备、通讯设备等造成非常严重的破坏。

2.2 高压输电线路遭受雷击后的影响及危害高压输电线路在遭受雷击之后,极易出现短路现象,这样也就会对线路的正常运输造成影响,使得供电工作的开展难以正常进行。

输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施摘要:输电线路是电网安全运行中较为重要的组成部分,输电线路作业,决定着电能传输效果,影响供电效率。

被雷击中的输电线路会存在短时间电流快速增加的情况,超过线路原有的负荷范围,使线路出现短路、燃烧等问题,影响电能传输效果。

另外,短时间过强电流的出现会使线路连接设备电压升高,进而破坏设备性能,严重时还会产生爆炸,降低电力系统运行安全性。

为此,在输电线路设计中,要加强防雷处理,维护输电线路安全运行。

基于此,本文将对输电线路的防雷措施进行分析。

关键词:输电线路;防雷技术;安全运行1 雷击对于输电线路的影响输电线路在受到雷击后,会因为自身的热量而破坏其线路,导致其相应设备中的金属材料熔断。

此外,在雷击的瞬间所产生的高压还会破坏其输电线路的保护装置,进而发生火灾,这些对于输电线路的破坏都是直接的,并且无法修复。

还因为在这其中会产生电磁场,进而就会影响其输电线路的正常运行。

经过雷击后的输电线路会因为压力过高,进而导致无法稳定运行。

而且在这其中所产生的相应电流也会破坏其继电保护装置,给人们的生活带来一定的影响。

所以,雷击对于输电线路有着很多的影响,应该在设计过程中能够充分的考虑到这一点,减少雷击对于输电线路的影响。

2 输电线路引发雷电的原因2.1 杆塔因素影响杆塔在被雷击后,产生的电荷会经过杆塔与大地形成一个单向回路,使杆塔出现击穿现象,影响输电线路的正常使用。

输电线路杆塔会根据所在区域供电需求设置相应的高度,杆塔间存在相互影响,在雷击下产生不同反应。

如杆塔电流与反击电流呈反比,杆塔电流增加,反击电流就会逐渐减弱,抵抗雷击的能力会减弱;导线闪烁大小会导致杆塔线路间出现不均衡分布,受雷击后局部荷载增大,造成烧毁现象;临近杆塔间的分流会抑制分流作用,增加局部电流频率。

2.2 雷电活动强烈在我国电网建设中,输电线路是其关键,更是其中非常重要的组成部分。

只有保证输电线路的稳定运行,才能够让其电网运行更加稳定。

输电线路防雷工作中存在的问题及解决对策

输电线路防雷工作中存在的问题及解决对策

输电线路防雷工作中存在的问题及解决对策摘要:为了让输电线路的防雷工作得以良好保障,尽最大限度避免和降低雷电对输电线路的危害,本文特对其防雷工作中存在的主要问题及其解决对策进行了分析。

文章首先分析了雷击对于输电线路的作用及其危害;然后分析了输电线路防雷工作中的主要问题;最后分析了输电线路防雷问题的主要解决对策。

经分析发现,要想实现输电线路防雷效果的良好保障,就需要在雷击防护措施方面、线路设备绝缘方面、接地分流措施方面、稳压运行措施方面以及日常防雷运维方面加强工作。

希望通过本次的分析,可以为输电线路雷击问题的有效预防提供科学参考。

关键词:输电线路;雷击危害;防雷工作前言:在输电线路的运行过程中,一旦遭遇了雷击问题,便会对线路的应用质量及其安全性造成很大程度的危害。

基于此,在输电线路的运维过程中,电力企业和相关技术人员一定要加强防雷保护措施。

在此过程中,首先应明确实际防雷工作中存在的主要问题,包括地理和气候因素的影响、线路设备设施问题、防雷设备设施问题以及日常维护不足等,然后以此为依据,结合实际情况,通过合理的措施来加强输电线路的防雷工作。

这样才可以有效提升输电线路的防雷效果,为输电线路的安全稳定运行提供良好保障。

一、雷击对于输电线路的作用方式及其危害分析(一)雷击对于输电线路的作用方式所谓雷击,就是在带电云层向大地放电的过程中,使得建筑物或者是电气设备、电子设备等受到了损害。

其中,最容易受到损害的就是架空输电线路,其受雷击频率和强度都非常大。

雷击对于输电线路的主要作用方式是雷电冲击波电流所形成的过电压现象所致。

对于输电杆塔、输电线路以及避雷线等设备而言,雷电所导致的过电压现象主要有两种类型,第一是直击雷,第二是感应雷。

其中,直击雷就是输电线路直接被雷电击中,雷电流导致输电线路过电压产生;感应雷则是雷电击中了杆塔或避雷线,进而使输电线路中有感应电流产生,从而引发过电压现象[1]。

(二)雷击对于输电线路的危害性一旦输电线路遭遇了雷击,便会产生非常严重的后果,比如绝缘子闪络、单相接地故障、跳闸等,进而导致供电中断,对用户的用电造成不良影响;严重的情况下甚至会导致输电线路中有雷电行波的形成和传播,进而引发主变绝缘破坏或避雷器爆炸等问题,导致用户长时间停电现象,甚至会造成比较严重的安全事故。

输电线路的防雷保护措施与方法

输电线路的防雷保护措施与方法

输电线路的防雷保护措施与方法摘要:在规划建设输电线时,铺设输电线路是整个电力工程中的重要作业,输电线大多数都是裸露于外部环境,会受到太阳光照射,风吹雨淋的影响,进而受到外界环境恶劣影响,就可能会造成线路断裂,出现输电故障,影响到电力工程的日常供电,甚至也会出现区域的停电事故。

本篇文章就重点论述分析了雷电产生的原因和危害,进而讨论了输电线路和电气设备防雷措施及安全综合预防策略。

关键词:输电线路;雷电;避雷装置;安全引言:雷电击中输电线路就会出现线路断裂产生短路的事故,自然界中的雷电瞬时电压超过8位数时,瞬时的电流可以达到10万安。

强大的电流,高压就会给电力设备带来巨大冲击,瞬时电压冲击线缆就会击破绝缘层,而使线路出现供电中断问题发生,雷电会引发线路断路而出现停电。

通过调查发现,近30%的输电线产生故障都是在双输电线路上。

一、雷电的危害自然界中的雷电给电力设备带来的损伤,会危及到整个电网运行的安全,雷电产生危害就是每天放电给输电线路带来巨大的电流电压,直接与建筑上的设备接触,产生电磁感应或者静电感应,也会出现热效应和电效应。

(一)电效应雷电高压高电流就会在瞬时放射出近百万伏的电压电流,直接击穿了电气设备中的绝缘层,烧断电线,出现区域的停电事故。

绝缘层被损坏,会引起设备内部的短路,而引发火灾事故。

强大电流穿透的防雷设备,使电位数值上升,高电位作用于电缆电线,电气设备类和其他的金属管上之间设备作用会产生放电。

由于雷电流出现了电磁效应,在其周边空间就会形成巨大磁场,在这种磁场中的导体就会感应出更高的电动势,有强大的电动势也会使得闭合金属导体出现感应电流,进而诱发设备产生发热或者其他的损坏事故。

当电流接入地面,地面上可出现跨步电压,也发生人身伤亡的事故[1]。

(二)热效应雷电高压会产生上千安的大电流,这些电流进入到输电线路上穿过导体,在较短时间也生成巨大热量。

雷电雷击点产生热量值比较高,发热量会达到近2000焦,容易出现易爆,融化线缆,而诱发更大的爆炸事故。

输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施

输电线路的防雷措施摘要:最近几年以来,我国社会经济发展迅速,电力行业在这种环境下也得到了很大进步,在国家经济建设中发挥着不容忽视的关键作用。

随之而来的是各地区输电线路安装量逐年增多,但由于外界环境复杂多变,因此输电线路在安装完成后经常会由于各种原因的影响导致出现各种问题,雷击事故便是其中的一种,尤其是对于高压输电线路来说,雷击问题十分常见,对此,必须要加强防雷措施。

本文对此展开了相关研究,首先介绍了不同种类雷击事故的成因,然后探讨了输电线路的防雷措施,最后介绍了防雷技术的改进。

关键词:电力系统;防雷措施;输电线路引言:“雷击”这种现象十分常见,通常情况下输电线路都是露天安装,因此很容易受到来自外界环境的各种影响,这也在一定程度上增加了输电线路遭到雷击的概率。

一旦发生雷击问题,便会瞬间产生强大的电流,直接烧毁线路,甚至发生火灾事故,对于电力系统的正常运行十分不利,也会严重威胁到人们的生命安全。

针对这些问题的存在,电力企业必须要予以高度重视,结合实际情况,选择科学有效的输电线路防雷措施,从根本上有效降低雷击事故的发生几率,减少由于雷击问题所造成的损失。

一、不同雷击的成因相关调查研究显示,不同地区所发生的雷击现象,在类型和特征上有所差异,发生概率也存在已经不同。

具体主要如下:1.雷击闪电雷击闪电问题的出现,主要是由于雷云放电所造成的,在其放电瞬间会在线路杆塔上产生一定的过电压,导致线路绝缘体被雷电直接击穿。

这一过程中产生的电压主要分为感应雷过电压可直击雷过电压两种形式。

事实上,在雷电产生的瞬间,需要经过一个放电通道来将雷电释放到大地中,如果这个时候方便通道出现问题,那么便会产生雷击现象,由此可见,接地装置的好坏是影响雷击问题出现的主要原因。

2.直击雷大多数时候,输电线路所受到的雷击都属于直击雷电,而直击雷又可以分为绕击雷和反击雷两种。

因此,在选择防雷措施的过程中,也要结合两种直击雷的具体类型选择合适的方案。

架空输电线路的防雷及接地措施

架空输电线路的防雷及接地措施
避免雷电对人身和财产的危害
雷电具有极大的破坏力,可能导致人身伤亡和财产损失。通 过采取有效的防雷措施,可以降低雷电对架空输电线路及其 周边环境的危害,从而避免因雷电灾害引发的人身和财产损 失。
架空输电线路防雷的现状
防雷设施建设不足
部分地区的架空输电线路防雷设施建设不足,缺乏必要的避雷线、避雷器等防 雷设备,导致线路在遭受雷电袭击时容易发生故障。
架空输电线路分布广泛,穿越的地理环境复杂多变,包括山区、丘陵、平原等地 形。这些不同的地理环境对防雷设施的建设和维护提出了更高的要求。
02
架空输电线路的防雷措施
安装避雷线
避雷线是架空输电线路最基本的防雷措施之一,通过在导线上方安装避雷线,当雷电击中线路时,避雷线将雷电电流引入地 下,以保护线路免受雷击。
避雷器的选择应考虑其额定电压、电 流和安装位置等因素。
架设耦合地线
耦合地线是一种通过增加一条地线来提高线路防雷能力的措施,通过耦合地线与导线之间的耦合作用 ,提高线路的耐雷水平。
耦合地线的架设方式应根据线路的具体情况来确定,包括耦合地线的截面积、位置和架设方式等。
03
架空输电线路的接地措施
杆塔接地装置
培训
对架空输电线路的维护人员进行防雷知识培 训,提高其防雷技能和意识。
宣传
通过宣传栏、宣传册等方式,向公众普及架 空输电线路的防雷知识和应对方法,提高公 众的防雷意识和自我保护能力。
05
结论与展望
架空输电线路防雷及接地措施的重要性
保障电力系统的稳定运行
架空输电线路是电力系统的重要组成部分,其稳定运行对于保障电力系统的供电可靠性至 关重要。防雷及接地措施可以有效地减少雷击对线路稳定运行的影响,避免因雷击导致的 大规模停电事故。

输电线路的防雷设计与运维分析

输电线路的防雷设计与运维分析

输电线路的防雷设计与运维分析摘要:雷电是影响输电线路安全的重要因素,在输电线路的设计中,需要结合实际、因地制宜,使用并且改进各种各样的防雷技术措施,不断提高输电线路的防雷抗雷能力,规避雷电事故的发生,确保输电线路安全稳定的运行。

基于此,本文介绍了线路雷击过电压种类,并探讨了输电线路防雷接地措施及其维护管理方法。

关键词:输电线路;防雷接地措施;维护方法1线路雷击过电压种类1.1雷电感应过电压雷击于输电线路附近的地面时,可在导线上感应产生过电压,称为雷电感应过电压。

感应过电压只会危害电压等级较低(如35kV及以下)的输电线路。

感应过电压的出现极为普遍,只要雷击线路附近的地面时,便会在架空线路的三相导线上出现感应过电压。

此时的感应过电压的幅值一般不会超过300~400kV,因此不会引起导线闪络。

1.2直击雷过电压就是雷电直接击中线路引起直击雷过电压。

直击雷过电压要比感应过电压的幅值大得多,因此对于线路防雷来说,主要是防直击雷。

直击雷过电压又可分为反击雷过电压和绕击雷过电压两种:(1)反击雷过电压。

雷击于输电线路的杆塔或避雷线时,在杆塔的塔顶和横担上形成很高的电位,相应地在线路绝缘子串两端(即导线和横担之间)产生较高的电位差,造成雷击的线路跳闸故障。

(2)绕击雷过电压。

当雷电绕过避雷线,即避雷线保护失效,直接击在导线上,由此造成的雷击线路跳闸故障。

2雷电的危害雷电的发生一般主要集中在春季和夏季,但随着不同地理环境的影响,也不尽相同,雷电对电力系统的危害主要表现在两个方面:(1)雷电的产生会附带较大的电流,这些强电流会加载到电线或输电设备上,造成炸毁、燃烧、融化等危害,且强电流具有很大的电动力,对电力设备产生不同程度的损伤,该类程度的伤害无法通过电力自动系统的修复能力进行恢复,要通过更换装置,甚至线路来完成,给电力的维修上带来了不便,对电网造成了不可估量的经济损失和安全隐患,也给居民的日常生活和工业生产带来了不便。

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电力系统多年的运行经验表明,间距只要满足上式要求, 雷击档距中央避雷线时,导线与避雷线间一般不会发生闪络。 所以,在计算雷击跳闸率时,不计及这种情况。
高电压工程基础
10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
根据模拟试验和运行经验,一般高度线路的避雷线和导 线对地面的遮蔽宽度取4hd + b,hd是上导线的平均高度,b为 避雷线之间的宽度,这样 ,l00km输电线路对地面的遮蔽面积, 或受雷害面积(km2)为:
高电压工程基础 分流系数:
Rch gt Lgt g Lbd(t gt ) / dt
1 R 1 ch t Lb Lb Lgt
g
t 取 0 ~ 2.6 μs的平均值
g
1 1 Lgt Lb 1.3 Rch Lb
额定电压 (kV)
110
220
330
500
单避雷线
A (4hd b) 103 100 0.1(4hd b)
地面落雷密度γ为 0.07,如果取每年40个雷暴日作为标准 值,每年l00km输电线路受到的雷击次数(次/ (100km· 40雷 电日))为:
N 0.28(4hd b)
高电压工程基础
反击跳闸率n1(次/ 100km· 40雷电日 )
绝缘子承受电压=塔顶电位-导线电位=
U j U (U ') I (Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6)
U 50% 耐雷水平: I Rch Lgt / 2.6 hd / 2.6
高电压工程基础
有避雷线时的直击雷过电压
1. 雷绕过避雷线击于导线的过电压及耐雷水平
n1 0.28(4hd b) g p1
雷击次数 击杆率 建弧率 雷电流幅值 大于雷击塔 顶的耐雷水 平 I1 的概率
绕击跳闸率n2(次/ 100km· 40雷电日 )
n2 0.28(4hd b) pa p2
雷击次数 绕击率 建弧率 雷电流幅值 大于雷绕击 的耐雷水平 I2 的概率
高电压工程基础 例10-1 某 220kV 线路,假定杆塔冲击接地电阻 Rch = 7Ω,绝缘 串由 13 片 X-7组成。其正极性冲击放电电压 U50% 为 1410kV, 负极性冲击放电电压 U50% 为 1560kV。架设双避雷线,避雷线 弧垂为 7m ,导线弧垂为 12m ,避雷线半径为 5.5mm 。求该线 路的耐雷水平及雷电跳闸率。 解:1.计算几何参数 (l)避雷线与导线的平均高度
直击雷过电压
雷击 塔顶
雷击档距中央 的避雷线
雷击 导线
雷击线路 附近地面
感应雷过电压
输电线路防雷的任务: 采用技术上与经济上的合理措施,使系统雷害降低到运行 部门能够接受的程度,保证系统安全可靠运行。
高电压工程基础 输电线路防雷的措施(“四道防线”): (1) 防止雷直击导线 沿线架设避雷线,有时还要装避雷针与其配合 (2) 防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络 降低杆塔的接地电阻,增大耦合系数,适当加强线路绝缘, 在个别杆塔上采用避雷器等 (3) 防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧 适当增加绝缘子片数,减少绝缘子串上工频电场强度,电 网中采用不接地或经消弧线圈接地方式 (4) 防止线路中断供电 采用自动重合闸,或双回路、环网供电等措施
hbp hb 2 2 f b 29.1 7 24.5 3 3
hdp hd 2 2 f d 23.4 12 15.4 3 3
(2)避雷线对外侧导线的耦合系数
Kc0 Kc1Kc0 1.25 0.229 0.286
(3)杆塔电感 Lgt
Lgt 0.5 29.1 14.5
0.220
次/ (100km· 40雷电日)
ugt g iRch Lgt g
di g I ( Rch Lgt / 2.6) dt
KcU gt Kc g I ( Rch Lgt / 2.6) hd (1 Kc )
gi
(1 g )i
导线电位:
Kc g I ( Rch Lgt / 2.6)
高电压工程基础
衡量输电线路防雷性能的两个指标: 耐雷水平(单位:kA) 雷击线路不致引起绝缘闪络的最大雷电流幅值,称为 线路的耐雷水平。线路的耐雷水平愈高,线路绝缘发生闪 络的机会就愈小。
雷击跳闸率(单位:次/ l00km· 40雷电日)
雷击跳闸率是指折算为统一的条件下,因雷击而引起 的线路跳闸的次数。此统一条件规定为每年 40 个雷电日 和 l00km 的线路长度。
雷击点电压: U A
I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平:U 50%源自I 100平原线路:lg pa
h
86
此时,避雷线只起到降低 绕击率的作用:
3.90
山区线路: lg pa
h
86
3.35
高电压工程基础
2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位:
雷击点电压: U A
I Z IZ 100 I 2 2 4
输电线耐雷水平:
U 50% I 100
高电压工程基础 2. 雷击塔顶时的过电压及耐雷水平
塔顶电位: U IRch Lgt
dI I ( Rch Lgt / 2.6) dt
I 导线电位: U ' hd hd 2.6
p1 4.8%
I 2 15.6
p2 66.5%
7.击杆率 g,绕击率 pa ,建弧率 η
g 1/ 6
pa 0.144%
0.80
高电压工程基础
8.线路的雷电跳闸率 n
n 0.28(4hbp b)( gp1 pa p2 )
1 4.8 0.144 66.5 0.28 (4 24.5 11.6) ( ) 0.80 6 100 100 100
330
100 ~ 150 0.121 0.27 ~ 0.60
220
75 ~ 110 0.252 0.43 ~ 0.95
110
40 ~ 75 0.833 1.18 ~ 2.01
注意:
运行经验表明:随电压等级的提高,由于线路耐受反击 能力大大提高,使得绕击在线路雷击跳闸中比例加大。
按照规程法计算330kV及以上电压等级的雷击跳闸率存在 类似的问题。基于此,出现了“绕击的电气几何模型”(又 称“等击距”模型)。 尽管该模型与实验之间存在一定的差异,但是可以很好 地解释线路“绕击”率增加的问题。
高电压工程基础 2.雷击塔顶时分流系数查表 3.雷击塔顶时的耐雷水平 I1
U 50% I1 116 [g ( Rch Lgt / 2.6) hdp / 2.6](1 Kc )
g 0.88
4.雷电流超过 I1 的概率 5.计算绕击耐雷水平I2 6.雷电流超过 I2 的概率
《高电压工程基础》
施围 邱毓昌 张乔根(西安交通大学)编著 王倩(西安理工大学)制作
高电压工程基础
第10章 输电线路的防雷保护
10.1 输电线路防雷的原则和措施 10.2 线路感应雷过电压 10.3 输电线路的直击雷过电压 10.4 输电线路雷击跳闸率的计算
高电压工程基础
10.1 输电线路防雷的原则和措施
实测表明,感应过电压峰值最大可达300 ~ 400kV。这 对35kV及以下的水泥杆线路可能引起闪络事故;110kV及 以上的线路,由于绝缘水平较高,一般不会引起闪络事故, 且感应过电压同时存在于三相导线上,故相间不存在电位 差,只能引起对地闪络。
高电压工程基础
有避雷线时的感应雷过电压
避雷线在导线上 耦合出来的电压
双避雷线
0.90
0.86
0.92
0.88

0.88

0.865~ 0.822
高电压工程基础
3. 雷击避雷线档距中央的过电压及空气间隙
UA 1 dI 1 Ls Ls 2 dt 2
1 U s U A (1 K c ) Ls (1 K c ) 2
s (0.012l 1)m
高电压工程基础
10.2 线路感应雷过电压
静电场突然消失 静电分量
主放电产生脉冲磁场
静电分量
高电压工程基础
无避雷线时的感应雷过电压
雷击线路附近地面: U 25
Ihd s
雷击杆塔或线路附近避雷线: U hd α —— 感应过电压系数,kV/m,其值等于以kA/μs为单位的雷电流平 均陡度值,即 α = I / 2.6。 hd ——导线平均高度,m。
I hd (1 Kc ) 2.6
U j g I ( K ch Lgt / 2.6)(1 K c )
I hd (1 K c ) 2.6 I (g Rch g Lgt / 2.6 hd / 2.6)(1 Kc )
绝缘子承受电压:
U50% 输电线路耐雷水平: I (1 Kc )[g ( Rch Lgt / 2.6) hd / 2.6]
U ' U KcU (1 Kc )U
Kc 为避雷线与导线之间的耦合系数。如前所述,其值 只决定于导线间的相互位置与几何尺寸。线间距离越近, 则耦合系数 Kc 愈大,导线上感应过电压愈低。
高电压工程基础
10.3 输电线路的直击雷过电压
无避雷线时的直击雷过电压
1. 雷击导线的过电压及耐雷水平
高电压工程基础
n n1 n2 0.28(4hd b) ( gp1 pa p2 )
架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
电压等级(kV)
雷击杆塔时耐雷水 平(kA) 平原跳闸率 (次/百公里· 年) 山区跳闸率 (次/百公里· 年)
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