輸電線路的防雷

摘要:文章主要敘述輸電線路防雷的措施、原理及防護(hù),對(duì)輸電線路的防雷加深了解。

關(guān)鍵詞:輸電線路防雷擊;避雷器;輸電線路

中圖分類號(hào):TM247文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)29-0175-01

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,電的使用量越來越大?，F(xiàn)在大多數(shù)動(dòng)力用電和生活用電都已經(jīng)并網(wǎng),輸送路途遙遠(yuǎn),輸送環(huán)節(jié)增多,這給區(qū)域之間的用電的調(diào)節(jié)帶來方便,但也增加了故障的幾率,有時(shí)甚至造成了一些用電事故。電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分,輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大。近幾年來,雷擊引起的輸電線路掉閘故障有日益增多的趨勢,不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行,而且極大地影響了日常的生產(chǎn)、生活。所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障,進(jìn)而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。

一、輸電線路防雷擊的措施

架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷這樣四個(gè)階段:輸電線路受到雷電過電壓的作用;輸電線路發(fā)生閃絡(luò);輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓;線路跳閘,供電中斷。針對(duì)雷害事故形成的四個(gè)階段,現(xiàn)代輸電線路在采取防雷保護(hù)措施時(shí),要做到“四道防線”,即:

1.防直擊,就是使輸電線路不受直擊雷。采取的措施是沿線路裝設(shè)避雷線。

2.防閃絡(luò),就是使輸電線路受雷后絕緣不發(fā)生閃絡(luò)。采取的措施是加強(qiáng)線路絕緣、降低桿塔的接地電阻、在導(dǎo)線下方架設(shè)耦合地線等。

3.防建弧,就是使輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電唬采取的措施是系統(tǒng)采用消弧線圈接地方式、在線路上安裝管形避雷器等。

4.防停電,就是使輸電線路建立工頻電弧后不中斷電力供應(yīng)。采取的措施是裝設(shè)自動(dòng)重合閘、雙回路線路采用不平衡絕緣方式等。

其中第1、2、4項(xiàng)已在現(xiàn)有線路中施行多年,下面主要談?wù)撘幌碌?項(xiàng)加裝避雷器在線路防雷中的作用。

二、線路避雷器防雷的基本原理

雷擊桿塔時(shí),一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征。

雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高,其電位值為:

Ut=iRd+L·di/dt

式中i——雷電流;

Rd——沖擊接地電阻;

L·di/dt——暫態(tài)分量。

當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時(shí),將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut-U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1+Um>U50。因此,線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān),即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說,線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān),不加裝避雷器時(shí),提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區(qū),降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。

加裝避雷器以后,當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí),雷電流的分流將發(fā)生變化,一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔,一部分經(jīng)塔體入地,當(dāng)雷電流超過一定值后,避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線,傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí),由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用,將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高,使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓,絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò),因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法,在平原地帶相對(duì)較容易,對(duì)于山區(qū)桿塔,則往往在4個(gè)塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑,以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率,在工頻狀態(tài)下接地電阻會(huì)有所下降。因?yàn)榫€路避雷器具有鉗電位作用,對(duì)接地電阻要求不太嚴(yán)格,對(duì)山區(qū)線路防雷比較容易實(shí)現(xiàn),加裝避雷器前后線路的耐雷水平與桿塔沖擊接地電阻的關(guān)系發(fā)現(xiàn)加裝線路避雷器對(duì)防雷效果是十分明顯的。

三、避雷器的選型及安裝維護(hù)

線路避雷器有2種類型,即帶串聯(lián)間隙和無串聯(lián)間隙,因運(yùn)行方式不同和電站避雷器相比在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有所區(qū)別。

線路避雷器安裝時(shí)應(yīng)注意:(1)選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔,最好在兩側(cè)相臨桿塔上同時(shí)安裝;(2)垂直排列的線路可只裝上下2相;(3)安裝時(shí)盡量不使避雷器受力,并注意保持足夠的安全距離;(4)避雷器應(yīng)順桿塔單獨(dú)敷設(shè)接地線,其截面不小于25 mm2,盡量減小接地電阻的影響。

投運(yùn)后進(jìn)行必要的維護(hù):(1)結(jié)合停電定期測量絕緣電阻,歷年結(jié)果不應(yīng)明顯變化;(2)檢查并記錄計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況;(3)對(duì)其緊固件進(jìn)行擰緊,防止松動(dòng);(4)5 a拆回,進(jìn)行1次直流1 mA及75%參考電壓下泄漏電流測量。

安裝線路避雷器防止線路雷害故障有較好的效果,裝設(shè)線路避雷器的桿段可避免發(fā)生雷擊掉閘。當(dāng)然,任何防雷的方法都會(huì)有普遍適應(yīng)性和個(gè)體特殊性,在線路防雷中運(yùn)用什么樣的方法,不可強(qiáng)行照搬,還須因地制宜,綜合防治,要根據(jù)實(shí)際情況選用最恰當(dāng)?shù)姆椒ā?/p>

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作者簡介:周訓(xùn)懋,男(仫佬族),廣西融水人,廣西送變電建設(shè)公司助理工程師,研究方向:輸變電工程施工技術(shù)。