雷电对输电线的影响

高电压技术论文题目雷电对输电线路的危害及保护措施学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师2012 年9 月28 日目录1 雷电对电力线路的危害 (3)1.1 输电线路防雷设计的重要意义 (3)1.2 配电线路的设计 (4)2 对雷电危害的防护： (5)2.1输电线路设计与运行中的防雷措施： (5)2.1.2 设耦合架空地线 (6)2.1.3 设辅助架空地线 (6)2.1.6 安装线路型氧化锌避雷器 (6)2.1.7 采用中性点非有效接地方式 (7)2.1.8装设自动从合闸装置 (7)2.2 新技术的防雷措施 (8)2.2.1 安装引弧间隙 (8)2.2.2 消雷器的防雷 (8)3 对防雷措施的评价 (9)3.1 接地系统的概念是一切防雷措施的基础 (9)3.2 消雷器是一种较好的防雷措施 (9)3.3 雷电定位系统是一种与雷电长期抗战的有利措施 (10)4小结 (10)雷电对输电线路的危害及保护措施摘要：本文介绍了雷电对电力系统所造成的各种危害，还论述了目前我国输配电线路防雷设计中常用的集中方法，并对几种方法进行了深入阐述、定量分析。

文章还指出了输电线路特殊地段的防雷设计方法；并通过运用备用自投装置、重合闸装置等来提高线路跳闸情况下的供电可靠性。

关键词：雷电危害、防雷措施前言：在我们的生活中，许多自然现象会给我们的生活带来严重的不良影响，雷暴天气是自就是一种，由雷电引发的自然灾害越来越频繁，人们渐渐开始担忧雷电所造成的严重破坏以及重大的经济损失，一次雷电的放电时间虽然只有0.01秒左右，但其释放出的能量缺大的惊人。

因此科学的解决和预防措施已成为当今社会共同关注的话题。

虽然从世界上人类活动区域的范围内进行的有关的统计结果表明雷电现象发生的绝对值并没有多大增加，但雷电引起灾害的频度却日趋增多，而且造成的破坏程度也日趋严重（特别是电力网）；为此，有效和安全的防雷措施，以及怎样减少雷电对电力网络的各种破坏越来越受成为人们关注的焦点！1 雷电对电力线路的危害1.1 输电线路防雷设计的重要意义对输电线来说，雷电往往是最令它们恐惧的危害，一旦有雷电袭击，常常造成绝缘子闪络事故，特别在山区、交通不便的地区，而且这些地方路途险恶，在检修，巡查的工作上存在很多困难。

越是海拔高的地方，越是伴有瞬间大风与急雨，极大的风速常常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生。

如果这些问题得不到及时处理，就会造成电力事故，严重时会危机人们生命财产的安全。

输电线路的故障在电网中的事故占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在上面所述的山区输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的，据运行记录，架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率。

经过实践的探索与积累，我国的输电线路防雷基本形成了一系列行之有效的常规防雷方法，如合理选择线路路径；架设避雷线；降低杆塔接地电阻；在部分地段装设避雷器；提高线路整体绝缘水平；安装自动重合闸等，但是对于一些山区线路，雷害十分频繁，降低接地电阻又极其困难，而且费用高、工作量大，效果也受到一定的限制；为此，防雷的重点就必须放在雷击跳闸事故上。

做好输电线路的防雷设计工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且可以使变电所，发电厂安全运行得到保障。

1.2 配电线路的设计纵观全球各国，在配电线路上，现在绝缘导线已被广泛地应用了。

可以说，配电网的绝缘化，已发展的非常成熟。

尽管这项技术已发展成熟，但在应用的过程中仍然出现各种新的问题。

其中，最为突出的问题，是遭受雷击时，容易发生断线事故。

据有关资料的统计，浙江地区到2004年为止，雷击断线事故与雷击跳闸事故约为395次：上海地区使用绝缘导线以来，已造成近百起雷击闪络事故。

国外也有资料介绍雷击断线事故约占总雷击的96.8%，日本的资料表明，雷击断线事故约占配电网绝缘事故的36.8%。

通常雷击引起的电力系统过电压，称为大气过电压。

雷云放电在设备上产生的过电压，是由于雷云的影响而产生的，所以也称作雷电过电压。

大气过电压可分为直击雷过电压和感应雷过电压。

雷直接击于电气设备或输电线路时，巨大的雷电流在被击物上流过造成的过电压，成为直击雷过电压；雷击电气设备、输电线路附近的地面或其他物体时，由于电磁感应和静电感应在电气设备或输电线路上产生的过电压，成为感应雷过电压。

由于云中同时可能存在几个带电中心，所以雷电放电往往是重复的，雷电有下列危害：（1）雷电的机械效应——击毁杆塔和建筑，伤害人畜。

（2）雷电的热效应——烧毁导线、烧毁设备、造成火灾。

（3）雷电的电热效应——产生过电压，击穿电气绝缘、绝缘子闪络、开关跳闸、线路停电或引起火灾、人身伤亡等。

以上一些统计资料表明：雷击断线事故，是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题，这引起国内外防雷工作者们的广泛注意，并积极开展相关试验研究工作，采取许多有效的防治措施。

2 对雷电危害的防护：2.1输电线路设计与运行中的防雷措施：雷电活动一般都有明显的季节性，我国雷电分布特点是：夏季多于春秋季，陆地多余海洋，山区多余平原，南方多余北方。

在进行防雷设计和采取防雷措施时，必须考虑到该地区的雷电活动情况，结合行之有效的防雷害经验，抓紧时机及早动手。

下面谈谈几种常用且行之有效的防雷害措施。

2.1.1降低杆塔接地电阻（1）、利用接地电阻降阻剂利用在接地极周围添加降阻剂，增大接地极外形尺寸、降低与周围大地之间的接地电阻。

降阻剂一般应用于小面积的集中接地、小型接地网降阻剂是由集中物质配制而成的化学降阻剂，是具有导电性能良好的强电介质和水分这些强电介质和水分被网状胶体所包围，网状胶体的空格又被部分水解的胶体所填充，使它不至于随地下水和雨水而流失，因而能长期保持良好的导电作用。

这是目前采用的一种较新和积极推广普及的方法。

（2）采用爆破接地技术在最新发展的新技术中，爆破接地技术通过爆破制裂，再用压力机将低电阻率材料压入爆破裂隙中，从而起到改善很大范围的土壤导电性能的目的，相当于大范围的土壤改性。

（3）采取伸长水平接地体经过长期的工程应用发现，当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大，当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。

接地体的有效长度根据土壤电阻率确定如表所示。

在不同土壤电阻率下的水平接地体有效长度其他几种降低杆塔接地电阻的方法在工程中不常用，如；深埋接地极、采取污水引入接地体、采取深井接地、更换土壤、对土壤进行化学处理等。

2.1.2 设耦合架空地线在降低杆塔接地电阻有困难时，可采用架设偶和地线的措施，即在导线下方（或附近）再架设一条底线。

它的作用主要有（1）加强避雷线与导线间的耦合，从而减少绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量；（2）增加了雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。

2.1.3 设辅助架空地线辅助架空地线是自边导线挂点处至架空地线距离杆塔30米处之间安装一根架空线。

可防止杆塔发生绕击。

增大导线屏蔽效果，并起耦合作用。

对于易发生绕击的杆塔（导线水平排列），我们可以采用此措施。

2.1.4 预放电棒，负角保护放电棒预放电电棒是长度为2.5米的细长针，平行线路方向安装在导线横担的端点，当发生雷电绕击时，雷云预先对装置放电，雷电流通过接地装置入地，取到防雷作用。

负角保护放电棒是长度为2.5米的细长针, 垂直线路方向安装在导线横担的端点,取到防雷作用。

2.1.5加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采取大跨越高杆塔（如；跨河杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。

高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也比较大。

在高海拔地区和雷电活动强烈地段，也存在这样的情况，为了降低线路跳闸率，可在高杆塔上或特殊地段增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与底线之间的距离，以加强线路绝缘。

在35kV及以下的线路可采取瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。

增加绝缘子片数，导致塔头间隙相应增大，增加塔头尺寸和绝缘费用。

2.1.6 安装线路型氧化锌避雷器氧化锌避雷器的工作原理是：雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。

对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、杆塔接地电阻较大，降低接地电阻非常困难的山区，可以采取安装线路型氧化锌避雷器来防雷，提高线路的耐雷水平，降低雷击故障。

2.1.7 采用中性点非有效接地方式多年来的运行经验表明，在电力系统中的故障和事故，至少有60%以上是单相接地。

但是，当中性点不接地的电力系统中发生单相接地故障时，仍然保持三项电压的平衡，并继续对用户供电，使运行人员有足够时间来寻找故障点并作即使的处理。

35kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。

这样可以补偿流过故障点的短路电流，使电弧能自行熄灭，系统自行恢复到正常工作状态，降低故障相上的恢复电压上升的速度，减小电弧重燃的可能性，使雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致引起相间短路和跳闸。

而在二相或三相落雷时，由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线，增加了分流和对未闪络相的耦合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平和线路供电可靠性。

因此，对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔，必须做好接地措施。

考虑到35kV系统是中性点不直接接地的小电流接地系统，允许单相接地短路运行，那么在线路设计时，应把无避雷线部分线路尽量采用导线三角型排列方式，使最上面一相导线充当避雷线的作用那个。

架设避雷线的进线段，应尽量采取导线水平排列的门型杆塔，因双避雷线对雷电流有分流作用，可降低雷击杆顶的电位，使雷击跳闸率减少；若期间有单杆双杆交替，因单双避雷线的过渡点与导线由三角形排列向水平排列的过渡点在施工过程中难以保证同一，会造成导线过渡点附近的保护角过大，而增加绕击机会。

同时，双避雷线在杆顶还要互相结合并分别装傻接地引下线。

2.1.8装设自动从合闸装置由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的额闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。

因此，安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。

据统计，我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%-95%，35kV及以下的线路成功率约为50%-80%.规程（SDJ7-79)要求：“各级电压线路应尽量装设三相或单相自动重合闸”。

因此，各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。

加装线路自动重合闸作为线路防雷的一种有效措施，在线路正常运行中和保证供电可靠性上都发挥了积极的作用，但应对瞬时故障加强巡视，分析和判断，并及时予以查清处理，防止给线路安全运行留下隐患。