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1、10kV电力线路防雷技术初探 摘要随着国民经济的发展与电力需求的不断增长,电力生产的安全问题也越来越突出。本文结合10kV电力线路就如何切实做好防雷措施进行了分析及探讨。 关键词10kV线路;防雷;方法 0引言 随着国民经济的发展与电力需求的不断增长,电力生产的安全问题也越来越突出。对于电力线路来讲,雷击跳闸一直是影响线路正常供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性,目前,对于电力线路雷害的研究还有诸多未知的成分。 1雷电对电力线路的危害及形式 电力架空线路受到直接雷击或线路附近落雷时,导线上会因电磁感应而产生过电压,即大气过电压(外过电
2、压),这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上,使线路绝缘遭受破坏而引起事故。当雷击线路时,巨大的雷电流在线路对地阻抗上产生很高的电位差,从而导致线路绝缘闪络。雷击不但危害线路本身的安全,而且雷电会沿导线迅速传到变电站,若变电站内防雷措施不良,则会造成变电站内设备严重损坏。雷击引起线路闪络的形式有两种: 1)反击。雷电击在杆塔或避雷线上,此时作用在线路绝缘上的电压达到或超过其冲击放电电压,则发生自杆塔到导线的线路绝缘反击,其电压等于杆塔与导线间的电位差。雷击杆塔时,最初几乎全部电流都流经杆塔及其接地装置,随着时间的增加,相邻杆塔参与雷电流泄放入地的作用愈来愈大,从
3、而使被击杆塔电位降低。为此,要求提高10kV线路无架空地线的绝缘水平外,应降低线路架空地线接地电阻。 2)绕击。雷电直接击在相线上。电击的概率与雷电在架空线路上的定向和迎面先导的发展有关,若迎面先导自导线向上发展,就将发生绕击。一般与导线的数目和分布、邻近线路的存在、导线在档距中的驰度及其它几何因素等都有关系。为此,要求加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻,重雷区的线路架设耦合地线等。对于10kV无架空线地线的线路,雷击概率很高。雷电流相当大时,则雷击电压过高,就近通过支持绝缘子对地放电,形成闪络,严重时引起线路断线、绝缘子击穿等故障。 2雷害事故的应对措施 雷
4、害事故的发生都有其相应的特征,只要我们了解和掌握这些特征必定可以采取较好防范措施。 1)容易遭受雷击的杆塔大部分处于:(1)山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔;(2)傍山又临水域地段的杆塔;(3)山谷迎风气流口上的杆塔;(4)处于两种不同土壤电阻率的土壤接合部的杆塔。 2)造成反击的原因:(1)杆塔的耐雷水平很低;(2)接地电阻大,同一杆塔有多相闪络;(3)闪络杆塔在易受雷击地区,历年落雷频繁;(4)相邻的杆塔可能同时闪络(但不同相)。 3)造成绕击的原因:(1)杆塔处于易受雷击地区,历年落雷频繁;(2)杆塔的耐雷绝缘水平设计很高;(3)接地电阻很小,同一杆
5、塔发生多相闪络;(4)一基杆塔或相邻两基杆塔的顶相或同一边相闪络;(5)山区较高的杆塔,相邻两基中相或边相闪络。 310kV雷害事故的4个阶段 架空线路雷害事故的形成通常要经历4个阶段:架空线路受到雷电过电压的作用;架空线路受到闪络;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。针对雷害事故形成的4个阶段,必须采取“四道防线”以可靠的防雷措施,保证线路供电安全。 1)由于10kV中心点绝缘系统的线路常采用金属或混泥土电杆,因此这些线路的绝缘强度很低,实际上任何一次击中架空地线的雷电,都可以引起从地线到导线的反击,故在这些线路上采用避雷线是不合适
6、的,一般只在进出线两端安装一小段,对这些线路来说,最有效的提高耐雷水平的措施,是装设避雷针、避雷器和保护间隔,雷区活动频繁的线路,应使用耦合架空地线; 2)保护线路导线不遭受直接雷击。可采用避雷线、避雷针或将架空线路改为电缆线路; 3)在无避雷线的线路段,且多雷区及易击点或在山顶高位的杆塔,可在杆塔顶部装设避雷针,作为防雷保护,同时还应改善杆塔的接地; 4)对于山顶上且高土壤电阻率无避雷器的杆塔和横担接地,并采用连续伸长接地体将每基杆塔的接地装置连接起来的措施,如图1所示,形成一条低电阻通道,可以防止杆塔顶部和杆塔附近的地面突出物的雷电场强发生畸变,即防止线
7、路遭受雷击,同时提高了线路杆塔的平均高度,减少了杆塔、避雷线等投资费用。 410kV电力线路常用防雷方法 下面对目前主要采用的3种防雷方法的优缺点进行分析比较: 1)加装氧化锌避雷器 加装氧化锌避雷器可显著提高线路防雷水平。在杆塔良好接地时,可有效降低雷电过电压,迅速将雷电流导入地层,保护绝缘子不被击穿,防止大电流侵入变电站。因雷电波长时间为微秒级,小于开关保护动作时间,保护来不及跳闸就已经返回,亦不会引起线路跳闸。但加装氧化锌避雷器也有不少缺点:增加了线路的故障点,降低了安全系数。若遭连续雷击或当雷电流较大时,可能会引起避雷器爆炸、线路接地等故障,造成停
8、电检修。另
