對輸電線路引雷分析及防雷措施探究

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1、對輸電線路引雷分析及防雷措施探究摘要：輸電線路的防雷並不隻是以上一些措施就能徹底解決的，雷電活動是一個復雜的自然現象，需要電力系統內各個部門的通力合作，要全面考慮高壓送電線路經過地區雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，強化線路的巡視檢查，及時消除缺陷。不斷豐富運行管理經驗，才能盡量減少雷害的發生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。要保障線路安全運行；應對雷害原因進行有效的分析，確定雷擊性質，並采取相應有效的防雷措施關鍵詞：輸電線路；避雷針；絕緣帽中圖分類號：TK21文獻標識碼：A引言隨著經濟的發展,對輸電線路供電可靠性的要求越來越高。同時伴隨著電網的發展，雷

2、擊輸電線路引起的跳閘、停電事故絕對值也日益增多。雷害事故在現代電力系統的跳閘停電事故中占有很大的比重。特別是伴隨著科學技術的發展，開關和二次保護的產生，電力系統內部過電壓的降低及其導致的事故的減少，雷擊引起的線路跳閘事故占據日益主要的地位，不僅影響線路、設備的正常運行，而且極大地影響瞭日常的生產、生活。線路的雷擊事故在電力系統總的雷電事故中占有很大的比重。據統計，因雷擊線路造成的跳閘事故占電網總事故的60%以上。輸電線路防雷保護的目的就是盡可能減少線路雷害事故的次數和損失1普通避雷針引雷機理分析由於雷雲對地放電發生前，雷雲和地面之間所形成的電場，基本上是直流靜電場。在雷雲先導

3、通道發展過程中若把雷雲看成一個電極的話。那就是直流電壓作用下的長間隙放電在雷雲電場作用下，金屬避雷針尖端附近的電場強度最強，局部空間電離產生的與雷雲同極性的電荷通過避雷針入地，與雷雲異極性的電荷向雷雲方向運動，在避雷針上方形成與避雷針同極性的空間電荷層，這些空間電荷將使避雷針尖端附近的場強降低。使電離減弱甚至停止；待與避雷針同極性的空間電荷逐漸散失，針尖處的場強恢復達到電離的強度又產生電離，如此循環。但總的來說，電離較少，空間電荷數量有限，使空間電荷層外的場強增加有限，電離區的擴展較小，故引雷作用較小通過上述空間電荷對電場畸變作用的分析，我們可以設想，當避雷針尖端的高場強區電

4、離出來的與雷雲同極性空間電荷不能很快消失時，空間電荷產生的附加電場將進一步增強針尖附近的電場強度，圖1所示為當雷雲電場為負極性時，避雷針尖端處有負空間電荷存在時的電場分佈。高場強電離或強場放射的作用易於在避雷針尖端形成上行先導，從而加強避雷針的引雷作用，其保護范圍也將加大2針尖戴上絕緣帽提高避雷針引雷能力的機理分析很顯然，針頭附近的電荷密度越大，對雷雲電場的畸變強度就越強，其引雷的空間就越大，即保護范圍擴大。要做到這一點,除瞭增加避雷針的高度外，根據固體電介質的極化理論，由偶極子構成的電介質在電場的作用下定向運動，按電場方向有序排列使介質表面產生束縛電荷，呈現出極性。由於極化

5、，在電極上具有較多的附加電荷，由於該附加電荷與電極上原有電荷的極性相同，故使電荷密度增大，電場強度增強。為此，在避雷針針頭上加裝具有強極性的絕緣套管以增加引雷能力同時，給避雷針套上一個絕緣帽可以避免避雷針尖端附近產生的空間電荷進入針體而消失。在雷雲的作用下，避雷針尖端附近的電場強度仍是最強。隨著雷雲的下行先導向地面延伸，避雷針尖端附近電場得到加強，局部空間電離出來的與雷雲同極性的電荷被絕緣帽阻隔，不能通過避雷針入地，而隻能緊貼於絕緣帽外表面或其附近的局部空間。這些與避雷針異極性電荷的存在加強瞭避雷針尖端附近電場強度。所以避雷針戴有絕緣帽時，尖端附近的電場強度總是比普通避雷針尖

6、端附近的電場強度強。這就使電離不斷產生，形成密度很大、導電性好的區域，使空間電荷區外的場強增強，電離空間不斷擴展，導電性好的區域不斷擴大,並形成由避雷針向上發展的迎面先導，其作用相當於將避雷針高度升高3在針體串聯小氣隙提高避雷針引雷能力的機理分析當雷電雲層形成時，雲層與地面之間產生一個電場，此電場強度可達到5kV/m,從而使地面凸起部分或金屬部件上開始出現電暈放電。當雷電雲層內部形成一個下行先導時，雷擊放電過程便開始瞭。下行先導電荷以階梯形式向地面移動，其攜帶的電荷使地面建立起來瞭電場。此時，從地面上的建築物或物體產生瞭一個上行的先導，此上行先導向上傳播一直到與下行先導會合。

7、此時，閃電電流便流過所形成的通道。地面上的其他建築物可能會生成好幾個上行先導，與下行先導會合的第一個上行先導決定瞭雷擊點的位置。在輸電線路防繞擊避雷針本體串聯小空氣間隙，在雷雲的先導通道向下發展過程中，由於氣隙的存在相當於在避雷針上串聯瞭一個電容。在足夠高的雷雲場強下，小氣隙兩極能夠積累電荷。當場強超過小氣隙的擊穿場強時將小氣隙擊穿，小氣隙開始放電，放電電荷在熱動力作用下上升，與針尖的高場強處新電離出的電荷一起向上發展，易於形成迎面上行先導，使有小氣隙避雷針的引雷能力大大增加4電氣試驗下面通過試驗驗證輸