探索輸電線路差異化防雷技術(shù)與策略

1、<p>　　探索輸電線路差異化防雷技術(shù)與策略</p><p>　　【摘要】本文闡述了輸電線路雷電的原因及危害的種類，介紹了輸電線路防雷與接地技術(shù)，分析了接地網(wǎng)存在的問題和改造方法，探討了輸電線路桿塔接地降阻措施?！娟P(guān)鍵詞】輸電線路;防雷;接地網(wǎng);接地降阻措施 </p><p>　　中圖分類號：TM726文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　為了減少輸電電

2、路的雷擊故障，近年來，我們采取了多種防雷措施，如降低桿塔接地電阻，提高線路絕緣水平，采用負(fù)角保護(hù)，架設(shè)耦合地線，安裝線路避雷器等，這對維護(hù)好供電企業(yè)輸電線路起到了一定的作用。 </p><p>　　1.輸電線路雷電的原因及危害的種類 </p><p>　　1.1輸電線路雷電的產(chǎn)生 </p><p>　　雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象。通常我們認(rèn)為由于大氣中熱空氣上

3、升，與高空冷空氣產(chǎn)生摩擦，從而形成了帶有正負(fù)電荷的小水滴。當(dāng)正負(fù)電荷累積達(dá)到一定的電荷值時，會在帶有不同極性的云團之間以及云團對地之間形成強大的電場，從而產(chǎn)生云團對云團和云團對地的放電過程，這就是通常所說的閃電和響雷。 </p><p>　　1.2輸電線路雷電危害的種類 </p><p>　　輸電線路線路上出現(xiàn)的大氣過電壓有兩種，一種是雷直擊于線路引起的，稱為直擊雷過電壓；另一種是雷直擊線

4、路附近地面，由于電磁感應(yīng)所引起的，稱為感應(yīng)雷過電壓。雷擊的危害主要有三方面： </p><p>　?。?）直擊雷。是指雷云對大地某點發(fā)生的強烈放電。它可以直接擊中設(shè)備，雷電擊中架空線，如電力線，電話線等。雷電流便沿著導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，從而造成損壞。 </p><p>　?。?）感應(yīng)雷。它可以分為靜電感應(yīng)及電磁感應(yīng)。一旦雷云對某目標(biāo)放電，雷云上的負(fù)電荷便瞬間消失，此時導(dǎo)線上的大量正電荷依然存在，

5、并以雷電波的形式沿著導(dǎo)線經(jīng)設(shè)備入地，引起設(shè)備損壞。 </p><p>　?。?）地電位提高。當(dāng)10kA的雷電流通過下導(dǎo)體入地時，我們假設(shè)接地電阻為10'Ω，根據(jù)歐姆定律，我們可知在入地點A處電壓為100kV。 </p><p>　　2.輸電線路防雷有四道防線 </p><p>　　2.1要保護(hù)導(dǎo)線不受雷擊 </p><p>　　為此可

6、以采用避雷器、避雷針或改用電纜。 </p><p>　　2.2如果避雷線受雷擊后最好不要使線路的絕緣發(fā)生閃絡(luò) </p><p>　　為此，需要改善避雷線的接地，適當(dāng)加強線路的絕緣，個別桿塔可以使用避雷器。 </p><p>　　2.3即使線路絕緣因雷擊發(fā)生閃絡(luò)也不要轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電弧，即線路上不要發(fā)生短路故障，所以不會跳閘 </p><p>

7、;　　為此應(yīng)該減少絕緣上的工頻電場強度或電網(wǎng)中性點采用不直接接地的方式 </p><p>　　2.4即使跳閘也不要中斷電力的供應(yīng) </p><p>　　為此，可以采用自動重合閘裝置，或用雙回路或環(huán)網(wǎng)供電。 </p><p>　　3.輸電線路防雷的主要技術(shù)措施 </p><p>　　3.1接閃接閃就是讓在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的閃電能量按照人們設(shè)計的通

8、道泄放到大地中去。把一定保護(hù)范圍的閃電放電捕獲到，納入預(yù)先設(shè)計的對地泄放的合理途徑之中。 </p><p><b>　　3.2接地 </b></p><p>　　接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放人大地，良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生反擊。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。 </p>&

9、lt;p><b>　　3.3均壓連接 </b></p><p>　　接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導(dǎo)體產(chǎn)生旁側(cè)閃絡(luò)，并使其電位升高，進(jìn)而對人員和設(shè)備構(gòu)成危害。 </p><p>　　3.4分流分流就是在一切從室外來的導(dǎo)線與接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鳌．?dāng)直接雷或感應(yīng)雷在線路上產(chǎn)生的過電壓波沿著這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備

10、時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。 </p><p><b>　　3.5屏蔽 </b></p><p>　　屏蔽就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設(shè)備影響的最有效方法。 </p><p>　　4.輸電線路的防雷與接地技術(shù) &

11、lt;/p><p>　　《110~500千伏架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，輸電線路的防雷，應(yīng)根據(jù)線路的電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運行方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)乩纂娀顒拥膹娙?、地形地貌特點及土壤電阻率高低等情況，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，采用合理的防雷方式，同時要結(jié)合當(dāng)?shù)匾延羞\行線路的運行經(jīng)驗，地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特點及土壤電阻率高低等情況，在計算耐雷水平后，通過技術(shù)經(jīng)濟比較采用合理的防雷方式。 </p><

12、p>　　4.1 35kV線路不宜全線架設(shè)避雷線，一般在變電所的進(jìn)線段架設(shè)1～2km的避雷線，同時在雷電活動強烈的地段架設(shè)避雷線，或者安裝線路金屬氧化物避雷器，然而，對系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電可靠性要求不斷提高的現(xiàn)代化智能電網(wǎng)，一般全線至少架設(shè)一根避雷線，缺點是增加線路投資建設(shè)成本和維護(hù)運行成本。 </p><p>　　4.2 《110~500千伏架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，110KV線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線，山區(qū)應(yīng)

13、采用雙避雷線；但在年平均雷暴日數(shù)不超過15日或運行經(jīng)驗證明雷電活動輕微的地區(qū)，可不架設(shè)避雷線。 </p><p>　　4.3 220KV線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線，同時應(yīng)采用雙避雷線。 </p><p>　　4.4對于35kV線路裝設(shè)的金屬氧化物避雷器的技術(shù)參數(shù)，一般應(yīng)滿足以下條件： </p><p>　?。?）持續(xù)運行電壓（有效值）不小于40.8kV。 </p&g

14、t;<p>　?。?）額定電壓（有效值）不小于51kV。 </p><p>　?。?）直流1mA參考電壓不小于73kV（范圍在73～74kV之間）。 </p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)放電電流5kA等級下殘壓（峰值）不大于：雷電沖擊134kV、操作沖擊114kV、陡波沖擊154kV。 </p><p>　?。?）2000us方波電流（峰值）200A。 &

15、lt;/p><p>　　（6）對絕緣配置，根據(jù)線路污穢等級要求確定。 </p><p>　　5.輸電線路接地網(wǎng)存在的問題及改造方法的研究 </p><p>　　接地網(wǎng)是防雷系統(tǒng)中最重要的一個部分，由于環(huán)境的不同接地網(wǎng)的設(shè)計也存在較大差異。接地網(wǎng)主要由接地體、連接線組成接地，其中影響接地效果的因素有土壤電阻率、接地體的選擇、接地材料的防腐和合理的布劃接地網(wǎng)絡(luò)。輸電線路的各

16、項保護(hù)措施有：架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；架設(shè)耦合地線；加強桿塔絕緣；線路防雷保護(hù)對路徑選擇的要求；這幾項中接地網(wǎng)是很重要的一個組成部分。 </p><p>　　5.1輸電線路接地網(wǎng)的意義 </p><p>　　接地網(wǎng)主要的目的就是為了防雷。當(dāng)雷擊桿塔或者避雷線的時候在輸電線路的防雷技術(shù)中，避雷線可以將大部分線路周圍的雷電接收到。接收到以后必須將這些電流輸送到大地中，由于電流比較大，如果

17、接地網(wǎng)的接地性質(zhì)不佳，那么勢必就會影響防雷的效果，這樣就會對線路中電能造成損失。 </p><p>　　5.2輸電線路接地網(wǎng)存在的問題 </p><p>　　我國以前的輸電線路接地網(wǎng)，由于沒有起到所應(yīng)該的作用，造成高壓輸電線路投運后發(fā)生雷擊事故導(dǎo)致電能大量的損失其主要原因有：（1）接地網(wǎng)設(shè)計不合理；（2）施工問題；（3）接地網(wǎng)使用的材料不合理；（4）接地網(wǎng)部分以外的防雷措施的設(shè)計不合理；（

18、5）腐蝕問題。 </p><p>　　6.輸電線路桿塔接地降阻措施的探討 </p><p>　　對于接地電阻超標(biāo)的桿塔進(jìn)行降阻改造是提高線路耐雷水平保證線路安全運行的重要措施。但對輸電線路來說，由于降阻主要是出于防雷的需要，所以對降阻措施又有明確的要求，即以降低桿塔沖接接地電阻為主要目的。 </p><p>　　7.加裝氧化鋅避雷器 這種方法造價高,效果最好,可以防

19、止各種過電壓,但避雷器本身需要定期檢查試驗,運行成本較高,對于交通不便的地方不適宜,一般用于35kV線路。 </p><p>　　8.采用不平衡絕緣方式 在同桿架設(shè)的雙回線路中,當(dāng)采用常規(guī)的防雷措施不能滿足要求時,還可以采用不平衡絕緣方式來降低雙回路雷擊同時跳閘率。雷擊時,絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò),閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線,增加了對另一回路導(dǎo)線的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不發(fā)生閃絡(luò)以保證繼續(xù)供電。

20、</p><p>　　9適當(dāng)增加線路的絕緣配置,降低建弧率 </p><p>　　這種方法投資巨大,施工工作量也大,涉及對導(dǎo)線弧垂的調(diào)整。 </p><p>　　10.架設(shè)耦合地線 </p><p>　　在降低桿塔接地電阻有困難時,可以采用在導(dǎo)線下方架設(shè)地線的措施,其作用是增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用,以降低絕緣子串上的電壓。此外,偶合地線還

21、可增加對雷電流的分流作用。 </p><p>　　11.加裝可控放電避雷針 </p><p>　　該裝置以緩慢變化的小電流上行雷閃放電形式泄放雷云電荷,從而避免強烈的下行雷閃放電。這種方法造價比較便宜,使用效果好,但對大檔距線路保護(hù)范圍不足。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p><p>　?。?/p>