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【摘要】雷电是一种雄伟壮观的自然现象,它的危害主要表现在热效应、机械效应、过电压效应和电磁效应,然而随着中国电网不断的升级,电网安全稳定的运行也成为重要的话题,其中在防雷的问题上尤为重视,一旦线路被雷击中,必会造成电压过高,将造成一系列的严重后果和带来经济损失。而预防雷电袭击有多种办法,但应该找一种最实用而且有效的方法。针对这一现象,将加强架空避雷线在输电线路中的防雷作用,这样可以有效的防止被雷擊中产生的种种问题。
【关键词】避雷线;输电线路;防雷
一、引言
电网的安全运行关乎着全国经济社会发展大局,对建设和谐中国具有重要的政治与经济意义,因此电网的稳定运行尤为重要。电网由线路和变电两部分组成,杆塔架空线路在电网中起着承接的作用,一旦线路受到雷害的影响,给电网造成的后果将是不可估量的。
输电线路分布广泛,纵横交错,有些又处在雷雨多发的地方,杆塔的本身又高出地面数十米,因此被雷击中的概率自然较高。据相关统计,电网总事故中输电线遭雷击造成的事故占极大的比重。其中,遭受雷击后沿着电线路传入到变电站的入侵波对变电站内的电气设备产生极大的威胁,这往往是造成变电站事故的重要因素。
雷电对电网的破坏是十分严重的,如果没有任何防范措施,那么对于一个国家的国民来说将会是一场灾难,国家的经济也将会倒退几十年,带来的损失是十分巨大的。因此,应该更加重视防雷工作,一个合理的防雷方式才能将事故降低,以至于能够减少不必要的巨大损失。将架空避雷线应用到输电线路中可以有效的防止遭受雷击造成的后果,首先就应该了解其工作的原理。
二、工作原理
雷击输电线时,一部分电流通过避雷线流到相邻的水泥杆,另一部分电流经水泥杆地线流入大地。当杆顶电位与导线上的电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时,将会发生由杆顶至导线的闪络。如果加入避雷器,当输电线路遭受雷击时,雷电流分电流将会发生变化,一部分的电流经过避雷线传入相邻的水泥杆,一部分经水泥杆地线导入大地。当雷电流超过一定的数值后,避雷器动作加入分流,大部分的雷电流将从避雷器流入导线,传播到相邻的水泥杆之中。雷电流在流经避雷线和导线是,由于电磁感应作用,将产生耦合分量在导线和避雷线之间。使导线和水泥杆之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压原因在于避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,从而达到防止输电线路雷击跳闸事故的目的。只用根据工作原理合理的研究,才能做到防雷之的有效方法,才可以将危害降到最低,保证电网的正常运行。
三、输电线路上出现雷电过电压的情况
1.直击雷过电压
次状况为雷电直接击打线路引起,具有极大的破坏性。如果在雷云对对地面放电时直接击中电力设备,强大的雷电流将通过设备本身或他的接地装置入地。由于设备本身或接地装置具有一定的电阻与电感,因此雷电流流通时将会产生很高的电压,这就是电气设备最危险的敌人。
2.感应雷过电压
雷电击打在输电线路的附近,从而使输电线路由于电磁感应产生的过电压。与直击雷相比,感应雷过电压往往小的多,但是最少也达到了500至600千伏,即是这样的电压也足以使600至800mm的空气间隙击穿,使35KV一下的架空线路的绝缘发生闪络,因此62KV线路也会受到威胁,但是相对110KV或比110KV更高的线路则会安全很多。
3.反雷击过压
雷击于避雷线(架空地线),引起线路过压。
四、接地外线防雷的优点
避雷线又被称作为将空地线,主要的作用是屏蔽导线的作用,用来分流雷电流,从而避免雷电直击导线造成的严重事故。避雷线一般设于导线之上,一般沿着全线架设,形成带状的保护范围,非常适合保护导线,因此常常应用在线路之上起到防雷的作用。同时避雷线还有其他的作用,例如分流作用,建设流经输电线的雷电流,从而降低水泥杆上的电位;通过对导线的耦合作用可以减少线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
避雷线通常用的截面为25、35、50、70平方毫米。当然,导线的截面越大,避雷线的使用截面也越大。由于为了防止风时期振动,常常在易振动的地方装设防振锤。但如今有铅包钢线的防雷线使用,好处在于强度高、不生锈、又有适当的导电率等优点。当然,使用水泥杆接地外引在输电线路防雷中的好处在于其操作起来工作量小,易实现而且其造价较低,导电性良好,能够有效的防止输电线遭雷电产生的跳闸等现象。因此,这种方法在国内被广泛的应用。
五、架空避雷线安装时注意事项
首先,输电线路中架设避雷线(架空地线),架设在水泥杆顶部,一根或两根,用于防雷。一般当雷电击中输电线时,在输电线路上的电压将会远远高于线路的额定电压,甚至达到几百万伏。这个数字远远的超过了线路绝缘子串的抗电压强度,便会引起线路的跳闸,甚至造成停电现象。因此将避雷线放置于输电线路之上,并通过水泥杆中的金属部分和埋设在地上的接地装置,可以使雷电流导入大地,从而起到防雷的作用。这样可以防止输电线路的电压过高传输导致电气设备遭受的破坏,具有一定的安全可靠性。其次,要降低水泥杆的接地地租,低于平原地的水泥杆来讲,任何一根都要配备接地装置,并且还要与接地线连接,来提高输电线路防雷的实用性;对于一般高度的水泥杆来讲,降低水泥杆冲击接地电阻来提高输电线路防雷水平与降低雷击跳闸率,这样的方法是最有效和经济的方法。最重要的一点是将同一条线路进行逐段改造,将相邻的水泥杆接地连接,从而达到相邻水泥杆的接地电阻,最好将水泥杆修建在周边土壤电阻较低的地方。
对于一些偏远山区的水泥杆来讲,通常可以选择在底部应用打深井和加降阻剂或采用长的辐射地线,从而增加土壤与地线的接触面积使电阻率降低,实现输电线路防雷中作。
避雷线的保护效果还与它下方的导线与其所成的角度有关,角度小时,保护的效果更好。在架设两根避雷线的情况下,能更好的获得较小的保护角,但是唯一不足的就是投资较大。
除了以上几点还要尽量做到良好地接地。只有良好的接地才能保障线路的安全运行,假若接地不能满足要求,那么必然导致雷电流泄导不畅,反而会造成水泥杆顶的电位升高,对线路进行反击。因此,水泥杆接地外引与防雷是密不可分,难以割舍的,必须协同一致相互配合,线路防雷工作才能有成效。
六、结束语
由以上观点可知对于防雷,将避雷线在输电线路中应用能够有效地提高输电线路的运行安全。然而,对于雷电多发的地方和偏远山区线路发生雷击跳闸的原因是多方面的,以上的防雷措施不一定完全奏效,因此在选择线路防雷措施之前必须要先认真思考线路遭受雷击的原因,再有针对性的采取一些有效的措施。才能使防雷工作起到效果,线路雷击跳闸率才能从根本上起到控制,从而保证电网的安全运行,这样也能防止一些不必要的麻烦产生,减少国家的财产巨大的损失。
参考文献
[1]刘有为,杜彭春,马晋华等.高压交流线路用金属氧化避雷器[J].电力设备
[2]DL/T 5092-1999P,110~500kV架空送电线路设计技术规程
[3]程学启,杨春雷,咸日常等.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力,1999,32(8).
[4]肖国斌.应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平[J].电力建设,2033(9):27-29.
【关键词】避雷线;输电线路;防雷
一、引言
电网的安全运行关乎着全国经济社会发展大局,对建设和谐中国具有重要的政治与经济意义,因此电网的稳定运行尤为重要。电网由线路和变电两部分组成,杆塔架空线路在电网中起着承接的作用,一旦线路受到雷害的影响,给电网造成的后果将是不可估量的。
输电线路分布广泛,纵横交错,有些又处在雷雨多发的地方,杆塔的本身又高出地面数十米,因此被雷击中的概率自然较高。据相关统计,电网总事故中输电线遭雷击造成的事故占极大的比重。其中,遭受雷击后沿着电线路传入到变电站的入侵波对变电站内的电气设备产生极大的威胁,这往往是造成变电站事故的重要因素。
雷电对电网的破坏是十分严重的,如果没有任何防范措施,那么对于一个国家的国民来说将会是一场灾难,国家的经济也将会倒退几十年,带来的损失是十分巨大的。因此,应该更加重视防雷工作,一个合理的防雷方式才能将事故降低,以至于能够减少不必要的巨大损失。将架空避雷线应用到输电线路中可以有效的防止遭受雷击造成的后果,首先就应该了解其工作的原理。
二、工作原理
雷击输电线时,一部分电流通过避雷线流到相邻的水泥杆,另一部分电流经水泥杆地线流入大地。当杆顶电位与导线上的电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时,将会发生由杆顶至导线的闪络。如果加入避雷器,当输电线路遭受雷击时,雷电流分电流将会发生变化,一部分的电流经过避雷线传入相邻的水泥杆,一部分经水泥杆地线导入大地。当雷电流超过一定的数值后,避雷器动作加入分流,大部分的雷电流将从避雷器流入导线,传播到相邻的水泥杆之中。雷电流在流经避雷线和导线是,由于电磁感应作用,将产生耦合分量在导线和避雷线之间。使导线和水泥杆之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压原因在于避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,从而达到防止输电线路雷击跳闸事故的目的。只用根据工作原理合理的研究,才能做到防雷之的有效方法,才可以将危害降到最低,保证电网的正常运行。
三、输电线路上出现雷电过电压的情况
1.直击雷过电压
次状况为雷电直接击打线路引起,具有极大的破坏性。如果在雷云对对地面放电时直接击中电力设备,强大的雷电流将通过设备本身或他的接地装置入地。由于设备本身或接地装置具有一定的电阻与电感,因此雷电流流通时将会产生很高的电压,这就是电气设备最危险的敌人。
2.感应雷过电压
雷电击打在输电线路的附近,从而使输电线路由于电磁感应产生的过电压。与直击雷相比,感应雷过电压往往小的多,但是最少也达到了500至600千伏,即是这样的电压也足以使600至800mm的空气间隙击穿,使35KV一下的架空线路的绝缘发生闪络,因此62KV线路也会受到威胁,但是相对110KV或比110KV更高的线路则会安全很多。
3.反雷击过压
雷击于避雷线(架空地线),引起线路过压。
四、接地外线防雷的优点
避雷线又被称作为将空地线,主要的作用是屏蔽导线的作用,用来分流雷电流,从而避免雷电直击导线造成的严重事故。避雷线一般设于导线之上,一般沿着全线架设,形成带状的保护范围,非常适合保护导线,因此常常应用在线路之上起到防雷的作用。同时避雷线还有其他的作用,例如分流作用,建设流经输电线的雷电流,从而降低水泥杆上的电位;通过对导线的耦合作用可以减少线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
避雷线通常用的截面为25、35、50、70平方毫米。当然,导线的截面越大,避雷线的使用截面也越大。由于为了防止风时期振动,常常在易振动的地方装设防振锤。但如今有铅包钢线的防雷线使用,好处在于强度高、不生锈、又有适当的导电率等优点。当然,使用水泥杆接地外引在输电线路防雷中的好处在于其操作起来工作量小,易实现而且其造价较低,导电性良好,能够有效的防止输电线遭雷电产生的跳闸等现象。因此,这种方法在国内被广泛的应用。
五、架空避雷线安装时注意事项
首先,输电线路中架设避雷线(架空地线),架设在水泥杆顶部,一根或两根,用于防雷。一般当雷电击中输电线时,在输电线路上的电压将会远远高于线路的额定电压,甚至达到几百万伏。这个数字远远的超过了线路绝缘子串的抗电压强度,便会引起线路的跳闸,甚至造成停电现象。因此将避雷线放置于输电线路之上,并通过水泥杆中的金属部分和埋设在地上的接地装置,可以使雷电流导入大地,从而起到防雷的作用。这样可以防止输电线路的电压过高传输导致电气设备遭受的破坏,具有一定的安全可靠性。其次,要降低水泥杆的接地地租,低于平原地的水泥杆来讲,任何一根都要配备接地装置,并且还要与接地线连接,来提高输电线路防雷的实用性;对于一般高度的水泥杆来讲,降低水泥杆冲击接地电阻来提高输电线路防雷水平与降低雷击跳闸率,这样的方法是最有效和经济的方法。最重要的一点是将同一条线路进行逐段改造,将相邻的水泥杆接地连接,从而达到相邻水泥杆的接地电阻,最好将水泥杆修建在周边土壤电阻较低的地方。
对于一些偏远山区的水泥杆来讲,通常可以选择在底部应用打深井和加降阻剂或采用长的辐射地线,从而增加土壤与地线的接触面积使电阻率降低,实现输电线路防雷中作。
避雷线的保护效果还与它下方的导线与其所成的角度有关,角度小时,保护的效果更好。在架设两根避雷线的情况下,能更好的获得较小的保护角,但是唯一不足的就是投资较大。
除了以上几点还要尽量做到良好地接地。只有良好的接地才能保障线路的安全运行,假若接地不能满足要求,那么必然导致雷电流泄导不畅,反而会造成水泥杆顶的电位升高,对线路进行反击。因此,水泥杆接地外引与防雷是密不可分,难以割舍的,必须协同一致相互配合,线路防雷工作才能有成效。
六、结束语
由以上观点可知对于防雷,将避雷线在输电线路中应用能够有效地提高输电线路的运行安全。然而,对于雷电多发的地方和偏远山区线路发生雷击跳闸的原因是多方面的,以上的防雷措施不一定完全奏效,因此在选择线路防雷措施之前必须要先认真思考线路遭受雷击的原因,再有针对性的采取一些有效的措施。才能使防雷工作起到效果,线路雷击跳闸率才能从根本上起到控制,从而保证电网的安全运行,这样也能防止一些不必要的麻烦产生,减少国家的财产巨大的损失。
参考文献
[1]刘有为,杜彭春,马晋华等.高压交流线路用金属氧化避雷器[J].电力设备
[2]DL/T 5092-1999P,110~500kV架空送电线路设计技术规程
[3]程学启,杨春雷,咸日常等.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力,1999,32(8).
[4]肖国斌.应用线路避雷器提高交流输电线路耐雷水平[J].电力建设,2033(9):27-29.