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架空线的防雷保护
来源: | 发布时间:2017-11-9 10:16:50 | 浏览次数:

1 架空线路上的雷电过电压

1.1 线路上的感应过电压

当雷云对线路附近的地面放电时,先到通路中的负电荷被中和,电场迅速降低,导线上的正电荷被释放,沿导体向两侧运动形成静电感应雷过电压

雷电流在通道周围空间产生了强大的磁场,此磁场的变化形成电磁感应过电压

感应过电压计算

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线路上的感应过电压为随机变量,其最大值可达300kV~400kV,一般仅对35kV及以下线路的绝缘有一定威胁。

1.2 线路上的直击雷过电压

雷击架空线路导线产生的雷过电压,当雷击距离S≦65m,可认为是直击雷。按下式确定:

直击雷过电压计算

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雷直击导线形成的过电压易导致线路绝缘闪络。架设避雷线可有效地减少雷直击导线的概率。

2 架空线路防直击雷的措施

2.1  架设避雷线

·有避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线

·杆塔上两根避雷线间的距离不应超过导线与避雷线间垂直距离的5倍

·杆塔上避雷线对边导线的保护角,一般采用20°~30°。220kV~330kV双避雷线线路,一般采用20°左          右,500kV一般不大于15°,山区宜采用较小的保护角。

·对于山区,因地形影响(山坡、峡谷),避雷线的保护可能需要取负保护角。

理论分析和运行情况均表明,输电线路雷击跳闸的主要原因是避雷线屏蔽失效,雷电绕击导线造成的。

因此采用良好的避雷线屏蔽设计,是提高输电线路耐雷性能的主要措施。

特别对于架空线路因地形影响形成的易击段(如山区、山坡、峡谷、迎风面、 靠海一侧),避雷线的保护方式宜采取特殊措施。

2.2 降低杆塔接地电阻

有避雷线的线路,每基杆塔不连避雷线的工频接地电阻,在雷季干燥时,不宜超过表所列数值。

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2.3  架设耦合地线

雷电活动强烈的地方和经常发生雷击故障的杆塔和线段,除改善接地装置、架设避雷线、适当加强绝缘外,还可以架设耦合地线。

架设耦合地线即在导线下方再架设一条地线。它的作用主要有以下方面:

①加强避雷线与导线间的耦合,使线路绝缘上的过电压降低;

②增加了对雷电流的分流作用。

运行经验表明,耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的,尤其在山区的输电线路其效果更为明显。

2.4  装设线路避雷器

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一般来说,线路绝缘子的50%放电电压是一定的,雷电流强度与地理位置和大气条件相关,不加装避雷器时,提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻

加装线路避雷器以后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔一部分经本塔体入地;当雷电流超过一定值后,避雷器动作加入分流;大部分的雷电流从避雷器流入导线,传播到相临杆塔。

雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应作用,将分别在导线和避雷线上产生耦合分量,因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合作用将使导线电位提高(等电位效应),使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子不会发生闪络。因此,线路避雷器具有很好的钳电位(即钳制、控制电位)作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。线路避雷器能够有效地降低跳闸率。

线路避雷器安装时应注意:

(1)选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔,最好在两侧相临杆塔上同时安装,可以提高线路的耐雷水平;

(2)垂直排列的线路可只装上下2相;

(3)安装时尽量不使避雷器受力,并注意保持足够的安全距离;

(4)避雷器应顺杆塔单独敷设接地线,其截面不小于25 mm2,尽量减小接地电阻的影响。

投运后进行必要的维护:

(1)结合停电定期测量绝缘电阻,历年结果不应明显变化(2)检查并记录计数器的动作情况;

(3)对其紧固件进行拧紧,防止松动;

(4)每5年拆回,进行1次直流1 mA及75%参考电压下泄漏电流测量。

2.5 采用不平衡绝缘方式

提高线路绝缘水平采用不平衡绝缘方式,35kV系统属于中性点不接地系统,线路受雷击引起大气过电压,多数引起单相闪烙接地,而不会引起开关跳闸,只有引起两相绝缘子闪烙后,形成弧光接地短路,才能引起线路开关跳闸。在35kV下路无避雷线地段,其杆型为上字型三角排列的直线杆塔,中相安装三片XP-7型悬式绝缘子,而两边相安装4片XP-7型绝缘子,造成绝缘差异。当线路受雷击过电压时,中相绝缘较低,先闪烙放电接地,闪烙后的中相导线相当于一条接地线,增加另外两边线的耦合作用,使之边相不再发生绝缘闪烙,就不会引起弧光短路使线路开关跳闸。

2.6  其他技术

(1)企业经验,在架空线路上安装喷射气流灭弧防雷间隙装置 (广西大学 王巨丰教授科研成果)

该装置能够在架空线路遭受雷击或绝缘子串工频闪络时有效的保护绝缘子串免受工频电弧的灼烧,同时在冲击电弧击穿间隙后,能够迅速切断工频续流,实现既可以限制绝缘子的外部过电压又可以避免断路器频繁跳闸的功能。

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(2) 在易击段,提高线路绝缘水平。

(3)线路装设快速保护或重合闸(单相重合闸)

(4)系统采用消弧线圈接地方式

(5)架空线路装设无线视频监视系统

架空线无线视频监视系统功能

1)安全距离的智能分析与报警:

当建筑施工机械等外物进行违章操作,吊车长臂等外物距离导线达到设定的报警距离时应主动报警。

2)输电线路保护区内大型机械闯入智能分析:

当大型施工机械、卡车等外物出现在输电线路保护区内,并停留时间超过设定值时应主动报警。

3)特定区域人员、车辆入侵检测智能分析:

当线路周边特定区域内有人或车辆进入或出现移动物体时,可以主动报警。

4)飘挂物智能分析:

当输电线路导地线上存在可辨识异物如气球、风筝、农用大棚塑料薄膜等,应主动报警;

5)火警分析:

当检测区出现明火或者烟雾时,即可发出报警。适用于石化行业、冶金行业、山火监控、隧道、大型建筑物等

更多内容可以进入森博工业专家论坛-接地系统方式选择及小电流接地弧光过电压的防护与治理版块进行讨论


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