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避雷塔在输电线路防雷中的应用
作者:工艺避雷塔 来源:www.bileitacn.com 发表时间:2012-8-13 浏览:次  
近几年来,由于环境条件的不断劣化,雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多,不仅影响设备的正常运行,而且极大地影响了日常的生产、生活。从山东省来看,淄博属于多雷区,每年都发生雷击线路掉闸故障。前些年,主要集中在南部山区线路,近几年有向北部平原转移的趋势,雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。
  为了减少输电线路的雷击故障,采取了各种综合防雷措施,如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等,取得了一定的效果。但对于分布在高土壤电阻率的部分线路,降低杆塔接地电阻难度较大,对于防治绕击雷对线路造成的故障仍没有好的对策。
  目前,国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷,取得了很好的效果。从1997年开始,淄博电业局与原电力部中能公司合作,使用该公司生产的线路避雷器,并分别在35 kV、110 kV线路上运行,经过2个雷雨季节的考验取得了明显的效果。
  1、线路避雷器防雷的基本原理
  雷击杆塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电位迅速提高,其电位值为
  Ut=iRd+L.di/dt(1)
  式中i——雷电流;
  Rd——冲击接地电阻;
  L.di/dt——暂态分量。
  当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时,将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um的影响,则为Ut-U1+Um>U50。因此,线路的耐雷水平与3个重要因素有关,即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说,线路的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,在山区,降低接地电阻是非常困难的,这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
  加装避雷器以后,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,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作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
  以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法,在平原地带相对较容易,对于山区杆塔,则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂,以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率,在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时,因接地线过长会有较大的附加电感值,雷电过电压的暂态分量L.di/dt会加在塔体电位上,使塔顶电位大大提高,更容易造成塔体与绝缘子串的闪络,反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用,对接地电阻要求不太严格,对山区线路防雷比较容易实现。
  2、避雷器的选型及安装维护
  线路避雷器有2种类型,即带串联间隙和无串联间隙2种,因运行方式不同和电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。
  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;
  (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)5 a拆回,进行1次直流1 mA及75%参考电压下泄漏电流测量。
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