架空输电线路雷电防护
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架空输电线路雷电防护
摘要:架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面,常
用的防雷措施有:架设避雷线、降低杆塔接地电阻、架设耦合地线、加强线路绝缘、采用不平衡绝缘方式、安装线路避雷器等。真正解决线路的雷电防护问题,还要从实际出发,因地制宜,综合治理,采取切实可行的方法,才能达到预期目的。
关键词:跳闸率;耦合地线;绝缘方式;耐雷水平
the overhead transmission lines and lightning protection sunzongyi
(meteorology bureau of pingyi city273300,china)
abstract:the overhead transmission lines is lightning protection power system of the most important aspects of the lightning protection work, the commonly used lightning protection measures are: set up bileixian, reduce the tower grounding resistance and laying coupling, and strengthening the line insulation wire, using the unbalanced insulation way, installation line lightning arrester, etc. really solve the lines and lightning protection problems, but also from the reality, adjust measures to local conditions, the comprehensive management, take practical and feasible method, can achieve the desired result.
key words: trip rate; coupling ground; insulation way;
lightning
中图分类号 :u463.62文献标识码: a 文章编号:
引言:架空输电线路是输电网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中,故极易受到外界的影响和损害,最主要一个方面就是雷击。电网中事故以输电线路故障占大部分,输电线路故障又以雷击跳闸占的比重最大。据运行记录,架空输电线路供电故障一半以上是由雷电引起的,所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路故障,进而降低电网中事故的发生频率。有的架空线路虽装设了避雷线,但还是遭受雷击,产生供电故障,所以输电线路的防雷一般情况下要根据据具体情况选择一套完善的防雷措施,进行综合治理。经多年探索,目前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。
1、架空输电线路的基本组成
架空输电线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子串和金具等主要元件组成。导线用来传导电流,输送电能;避雷线是把雷电流引入大地,以保护线路绝缘免遭大气过电压的破坏;杆塔用来支撑导线和避雷线,并使导线与导线间,导线与避雷线间,导线和杆塔间,导线和避雷线间,以及导线和大地、公路、铁轨、水面、通信线等被跨越物之间,保持一定的安[孙宗义:(1962—)男,山东蒙阴人,工程师,主要从事防雷减灾管理及防雷工程设计、检测工作]全距离;绝缘子用来使导线和杆塔之间保持绝缘状态;金具是用来连接导线或避雷线,将导线固定在绝缘子上,以及将绝缘子固定在
杆塔上的金属元件。
2、雷电对架空输电线路的危害形式
架空输电线路雷害事故的形成,通常要经历四个阶段:输电线路受到雷电过电压的作用;输电线路发生闪络;输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;线路跳闸,供电中断。输电线路受到雷电过电压包括输电线路直击雷过电压和输电线路感应过电压。输电线路直击雷过电压又包括雷击杆塔反击时的过电压,雷击导线——绕击时的过电压和雷击避雷线档距中央时的过电压。输电线路感应过电压包含静电感应和电磁感应两个分量。3、架空输电线路的防雷保护措施输电线路防雷有四项基本原则:(1).尽量使导线不受雷击;(2).雷击之后尽量使绝缘不闪络;
(3).闪络之后尽量不建立稳定的工频电弧;(4).工频电弧建立之后尽量不跳闸。
雷击最好不要跳闸,这是架空导线防雷的根本目的。电网中的事故以雷击跳闸比重较大,尤其在山区的输电线路,其故障基本由雷击跳闸引起。
3.1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。
经验表明,避雷线防止雷电直击导线的效果在平原地区是很好的,可是在山区,由于地形、地貌的影响,经常出现绕击、侧击、反击等避雷线屏蔽失效的现象,本文统计了途径沂蒙山区地形的部分线路跳闸故障,分析表明绕击占了极大的比例。其中500kv 线路平均每年发生2-3 次雷击跳闸,多则6-7次。从跳闸记录及避雷器动作记录显示:山的阳面多为直击、山的背面多为绕击。
沂蒙山区是多雷区,也是易绕击区,要减少绕击率,减少保护角是最重要的措施。根据dl/t620-1997规程计算的线路雷击跳闸率与杆塔高度、保护角、耐雷水平关系,可以推出随着杆塔高度增高、避雷线保护角增大,线路绕击跳闸率显著增加;根据电气几何理论计算的线路最大可能绕击电流与避雷线保护角、杆塔高度关系,可以推出对于220kv 线路,高度在35m 以下的杆塔20 度保护角的避雷线可有效防止雷电绕击导线引起跳闸;但在杆塔高度较高或避雷线等效保护角增大的情况下,雷电确实可能绕击导线且引起线路绝缘闪络。
3.2降低杆塔接地电阻
输电线路受到雷击如果不能及时泄流就会造成线路跳闸停电事故,而输电线路杆塔接地装置是雷电流泄流的主要方式。所以输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平减少线路雷击跳闸率的主要措施。
杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数,对于一般高度的杆塔,当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号和数量确定后,降低杆塔接地