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摘要:电力设备的安全性直接关系着电网的正常运行,是电力系统正常运行的重要保障,稳定的电网运行是客户用电可靠性的基础。在电网运行中,有许多因素会危及电网的正常运行,其中雷电对电力设备的损害性最大,所以在配电线路上要做好防雷保护措施,减少因雷电而引起的跳闸次数,使雷电对配电线路的损害尽量减少到最低。本文就配电设施及配电线路防雷保护措施进行探讨。
关键词:配电线路设备;变压器;防雷保护
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
输配电线路都是在空气中的,不可避免地会受到自然界对其的影响。雷电是自然界中的一种正常现象,是没有办法进行人为控制的,雷电对输配电电路造成影响也是不可避免的。在输配电线路的运行中,要采取一定防雷措施,尽可能减小雷电对输配电线路所造成的影响。下面就防雷措施原理以及其应用进行分析。
1、雷电的危害途径
雷电能够产生危害的途径大致上可以分为五种:第一,直击雷,作用原理是,雷电直击在建筑物或者相关的物体上,由于是直接作用,没有其他的阻隔物体,所以产生的危害是比较大的。第二,在雷云下,会有静电感应的现象发生。针对不同的架线高度,会有不同程度感应电压,这种情况一般都是在雷云下,会有一定的静电效果产生,由此而产生的雷击。第三,由电磁感应产生的雷击,这类情况的发生一般都是由引下线导致的,引下线在埋入地下的时候,周围或多或少的会存在一些金属线管,而这些金属线管又会产生一定的磁场效应,当天上打雷时,经过引下线和地下的磁场发生了电磁感应,而产生的雷击。第四,由于现在好多的地方都设有防雷系统,比如避雷针,避雷网等,当发生雷击的时候,雷电直接击在这种避雷设备上,这种避雷设备会产生一定的反应,产生了电子效应后,在地表的地电位上升,产生一种高压,这种高压通过接地线返回避雷设备,造成了一定的反击。第五,当发生雷击时,直击雷会直接作用到配电线路上,再加上静电流的过电感应,这两种电流的汇合,一起进入到设备里,就会对设备造成一定程度的损害。
2、防雷措施的基本原理
对于城市电网来说,其之所以会受损主要是因为架空导线通道中所产生的浪涌以及地线通道中所产生的地电位反击,在电力线上出现雷损是其最常见的一种受损形式,因此要进行重点防护。雷电对输配电线路的损害是无孔不入的,所以对于雷电防护来说,它将是一个系统性工程。对于雷电防护来说,泄放以及均衡是其中心内容。
第一,所谓泄放就是雷电以及雷电电磁脉冲所具备的能量以大地为途径来将其泄放,并且要注意使其符合层次性原则,也就是说在多余能量被引入到城市电网之前,尽可能多且远的将其泄放到大地。所谓层次性就是根据防雷保护区的设立分成层次来削弱雷电能量。防雷保护区也叫做电磁兼容分区,是根据人、物以及信息系统在感受雷电电磁脉冲以及雷电方面会有不同强度而将环境划分成几个区域。第一,LD1区域,在这个区域内,每一个物体都有可能会直接遭到雷击,所以对每一个物体来说,都有可能将全部雷电流导走。在这个区域内,电磁场是没有发生衰减的。第二,LD2区域。在这个区域内,所有的物体遭到直接雷击都是不可能的,但是在这个区域内电磁场也是没有发生衰减的。第三,LD3区域。与LD2区域一样,在这个区域内的所有物体要遭到直接雷击也是不可能的,并且向各个导体所流进的电流更少,电磁场衰减以及效果是由整体屏蔽措施来决定的。第四,后续防雷区。如果要使得所引导电流以及电磁场得到进一步减少,就应该将后续防雷区引进。环境区的选择要根据所要保护的系统要求来进行选择。对于这些保护区,其序号越高,所预期干扰能量以及电压也就越低。从现代防雷技术来看,设置防雷区的意义是十分重要的,它能够对实施屏蔽、接地等技术进行指导。
第二,所谓均衡就是保证系统内的各个部分能够对系统造成损害的电位差不会产生,也就是说系统环境电位以及系统内金属导体本身所带的电位在瞬时状态是相等的,它的实质就是以均压等电位为基础连接的。可靠接地系统、等电位连接器以及等电位之间连接时所用导线,这三者形成一个电位补偿系统。在存在时间很短的瞬态现象内,利用该系统能够将要保护系统所处于的区域内部中所有导电原件之间将一个等电位建立起来,在这些导电原件中,电源也是被包括在内的。利用这个系统,能够在很短的时间之内将等电位区域形成,该区域于远处来说,可能是有十千伏的电位差存在的。重要的一点就是,在要进行保护的区域内部,所有导电部件都是没有显著电位差存在的。
3、防雷措施的应用
3.1 选用适当防雷器
要想使得防雷措施取得良好效果,必须要做的就是在合适的地方安装合适防雷器。所以选择防雷器是十分重要的。
在现代防雷措施中,多使用串并式防雷。这三种形式的防雷所具有的特点就是应用十分广泛。不但能够根据常规来对其进行应用,对于难以区别保护区的场所也是十分适合的。另外,对于感声退耦器件来说,由于电压的分压以及延迟作用,能够对能量配合的实现有一定作用。能够将瞬态干扰上升速率减缓,从而使得低残压、长寿命以及极快响应时间得以实现。
在防雷器的选择上与被保护物所在防雷区级别也是有关系的。防雷器的工作电压要以在引电路中所安装的所有部件所具有的额定电压为标准。
对电子线的雷电流分配产生影响的因素還有以下几个方面。变压器端的接地电阻降低所导致的结果就是增大电子线中的分配电流。而增加供电线缆长度将会减少电力线中的分配电流,并且能够使主要导线中在分配电流时比较平衡。若电缆长度过于短以及中性线中阻抗过于低,所造成的结果就是电流不平衡,所导致的结果就是差模干扰。供电线缆所并接的用户比较多,将会使有效阻抗降低,造成的结果就是增大分配电流。由于当前供电状态都是连成网状的,雷临时性流主要的流向就是电力线,这一点多数雷损在电力线处发生的原因。
3.2 安装防雷器
对于输电线路来说,要对其进行防雷保护,将雷电能量进行合理分配,必须要做的一点就是安装防雷器。在对防雷器进行安装时,要根据情况要求的不同在各个防雷区内安装适当防雷器。防雷器可以针对单个设备,也可以针对多个电子设备,将防雷区域内的所有导线都要接在防雷器上。
第一,在安装防雷器的时候要注意正确安装,如果安装错误有可能会对设备不能进行有效保护。若防雷器的连接线过长,当防雷器进行工作时,在连接线上由于感抗而产生的电压将会很高,此时设备两端所具有的电压仍然是危险电压。要将这一问题解决,最好最有效的办法就是将防雷器连接线变短,此外,还要用两个以上的连接线来将其分开连接,以此来分担磁场的强度,将压降减少,利用单线加粗的方式是没效果的。在必要的时候可以将布线方式改变,将其在靠近等电位处连接,从而使连接线长度减少。
第二,在进行防雷器安装的时候,要使得能量分配以及电压配合得以实现。其要点就在于对两极防雷区之间的线缆本身所具有感抗进行利用。线缆本身所具有的感抗在阻碍埋电流以及分压上有一定作用,能够将更多雷电流分配到前级来进行泄放。一般情况下,连接防雷器的线缆长度要在15m做左右,这样对地线以及其他缆线保护比较适用。线缆上的分支线路长度会对线缆长度要求产生影响。若保护地线及被保护线缆之间存在一定距离,这时线缆长度要在5m之上。
结语:
配电线路作为电网的重要组成部分,担负着电能的输送任务,所以配电线路的安全运行直接影响着工农业生产和人们的生产、生活的正常进行,在配电线路上做好防雷保护是十分必要的,因此要针对配电线路的特点,采取相应的措施做好配电线路的防雷工作,尽量做到防雷的覆盖面形成规模,防雷点的设置要精确,这样才能达到配电线路的防雷要求,保证电网的安全运行。
参考文献:
[1]郑晖,廖华武,李既明,邓杰文,满超楠.架空配电线路雷击分析与防治措施[J].广东电力,2013(1).
[2]李清奇, 许敏.架空输配电线路防雷水平判断及防雷措施[J].上海电力,2004(2).
[3]刘靖,刘明光,屈志坚,刘铁.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].高电压技术,2011(4).
关键词:配电线路设备;变压器;防雷保护
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
输配电线路都是在空气中的,不可避免地会受到自然界对其的影响。雷电是自然界中的一种正常现象,是没有办法进行人为控制的,雷电对输配电电路造成影响也是不可避免的。在输配电线路的运行中,要采取一定防雷措施,尽可能减小雷电对输配电线路所造成的影响。下面就防雷措施原理以及其应用进行分析。
1、雷电的危害途径
雷电能够产生危害的途径大致上可以分为五种:第一,直击雷,作用原理是,雷电直击在建筑物或者相关的物体上,由于是直接作用,没有其他的阻隔物体,所以产生的危害是比较大的。第二,在雷云下,会有静电感应的现象发生。针对不同的架线高度,会有不同程度感应电压,这种情况一般都是在雷云下,会有一定的静电效果产生,由此而产生的雷击。第三,由电磁感应产生的雷击,这类情况的发生一般都是由引下线导致的,引下线在埋入地下的时候,周围或多或少的会存在一些金属线管,而这些金属线管又会产生一定的磁场效应,当天上打雷时,经过引下线和地下的磁场发生了电磁感应,而产生的雷击。第四,由于现在好多的地方都设有防雷系统,比如避雷针,避雷网等,当发生雷击的时候,雷电直接击在这种避雷设备上,这种避雷设备会产生一定的反应,产生了电子效应后,在地表的地电位上升,产生一种高压,这种高压通过接地线返回避雷设备,造成了一定的反击。第五,当发生雷击时,直击雷会直接作用到配电线路上,再加上静电流的过电感应,这两种电流的汇合,一起进入到设备里,就会对设备造成一定程度的损害。
2、防雷措施的基本原理
对于城市电网来说,其之所以会受损主要是因为架空导线通道中所产生的浪涌以及地线通道中所产生的地电位反击,在电力线上出现雷损是其最常见的一种受损形式,因此要进行重点防护。雷电对输配电线路的损害是无孔不入的,所以对于雷电防护来说,它将是一个系统性工程。对于雷电防护来说,泄放以及均衡是其中心内容。
第一,所谓泄放就是雷电以及雷电电磁脉冲所具备的能量以大地为途径来将其泄放,并且要注意使其符合层次性原则,也就是说在多余能量被引入到城市电网之前,尽可能多且远的将其泄放到大地。所谓层次性就是根据防雷保护区的设立分成层次来削弱雷电能量。防雷保护区也叫做电磁兼容分区,是根据人、物以及信息系统在感受雷电电磁脉冲以及雷电方面会有不同强度而将环境划分成几个区域。第一,LD1区域,在这个区域内,每一个物体都有可能会直接遭到雷击,所以对每一个物体来说,都有可能将全部雷电流导走。在这个区域内,电磁场是没有发生衰减的。第二,LD2区域。在这个区域内,所有的物体遭到直接雷击都是不可能的,但是在这个区域内电磁场也是没有发生衰减的。第三,LD3区域。与LD2区域一样,在这个区域内的所有物体要遭到直接雷击也是不可能的,并且向各个导体所流进的电流更少,电磁场衰减以及效果是由整体屏蔽措施来决定的。第四,后续防雷区。如果要使得所引导电流以及电磁场得到进一步减少,就应该将后续防雷区引进。环境区的选择要根据所要保护的系统要求来进行选择。对于这些保护区,其序号越高,所预期干扰能量以及电压也就越低。从现代防雷技术来看,设置防雷区的意义是十分重要的,它能够对实施屏蔽、接地等技术进行指导。
第二,所谓均衡就是保证系统内的各个部分能够对系统造成损害的电位差不会产生,也就是说系统环境电位以及系统内金属导体本身所带的电位在瞬时状态是相等的,它的实质就是以均压等电位为基础连接的。可靠接地系统、等电位连接器以及等电位之间连接时所用导线,这三者形成一个电位补偿系统。在存在时间很短的瞬态现象内,利用该系统能够将要保护系统所处于的区域内部中所有导电原件之间将一个等电位建立起来,在这些导电原件中,电源也是被包括在内的。利用这个系统,能够在很短的时间之内将等电位区域形成,该区域于远处来说,可能是有十千伏的电位差存在的。重要的一点就是,在要进行保护的区域内部,所有导电部件都是没有显著电位差存在的。
3、防雷措施的应用
3.1 选用适当防雷器
要想使得防雷措施取得良好效果,必须要做的就是在合适的地方安装合适防雷器。所以选择防雷器是十分重要的。
在现代防雷措施中,多使用串并式防雷。这三种形式的防雷所具有的特点就是应用十分广泛。不但能够根据常规来对其进行应用,对于难以区别保护区的场所也是十分适合的。另外,对于感声退耦器件来说,由于电压的分压以及延迟作用,能够对能量配合的实现有一定作用。能够将瞬态干扰上升速率减缓,从而使得低残压、长寿命以及极快响应时间得以实现。
在防雷器的选择上与被保护物所在防雷区级别也是有关系的。防雷器的工作电压要以在引电路中所安装的所有部件所具有的额定电压为标准。
对电子线的雷电流分配产生影响的因素還有以下几个方面。变压器端的接地电阻降低所导致的结果就是增大电子线中的分配电流。而增加供电线缆长度将会减少电力线中的分配电流,并且能够使主要导线中在分配电流时比较平衡。若电缆长度过于短以及中性线中阻抗过于低,所造成的结果就是电流不平衡,所导致的结果就是差模干扰。供电线缆所并接的用户比较多,将会使有效阻抗降低,造成的结果就是增大分配电流。由于当前供电状态都是连成网状的,雷临时性流主要的流向就是电力线,这一点多数雷损在电力线处发生的原因。
3.2 安装防雷器
对于输电线路来说,要对其进行防雷保护,将雷电能量进行合理分配,必须要做的一点就是安装防雷器。在对防雷器进行安装时,要根据情况要求的不同在各个防雷区内安装适当防雷器。防雷器可以针对单个设备,也可以针对多个电子设备,将防雷区域内的所有导线都要接在防雷器上。
第一,在安装防雷器的时候要注意正确安装,如果安装错误有可能会对设备不能进行有效保护。若防雷器的连接线过长,当防雷器进行工作时,在连接线上由于感抗而产生的电压将会很高,此时设备两端所具有的电压仍然是危险电压。要将这一问题解决,最好最有效的办法就是将防雷器连接线变短,此外,还要用两个以上的连接线来将其分开连接,以此来分担磁场的强度,将压降减少,利用单线加粗的方式是没效果的。在必要的时候可以将布线方式改变,将其在靠近等电位处连接,从而使连接线长度减少。
第二,在进行防雷器安装的时候,要使得能量分配以及电压配合得以实现。其要点就在于对两极防雷区之间的线缆本身所具有感抗进行利用。线缆本身所具有的感抗在阻碍埋电流以及分压上有一定作用,能够将更多雷电流分配到前级来进行泄放。一般情况下,连接防雷器的线缆长度要在15m做左右,这样对地线以及其他缆线保护比较适用。线缆上的分支线路长度会对线缆长度要求产生影响。若保护地线及被保护线缆之间存在一定距离,这时线缆长度要在5m之上。
结语:
配电线路作为电网的重要组成部分,担负着电能的输送任务,所以配电线路的安全运行直接影响着工农业生产和人们的生产、生活的正常进行,在配电线路上做好防雷保护是十分必要的,因此要针对配电线路的特点,采取相应的措施做好配电线路的防雷工作,尽量做到防雷的覆盖面形成规模,防雷点的设置要精确,这样才能达到配电线路的防雷要求,保证电网的安全运行。
参考文献:
[1]郑晖,廖华武,李既明,邓杰文,满超楠.架空配电线路雷击分析与防治措施[J].广东电力,2013(1).
[2]李清奇, 许敏.架空输配电线路防雷水平判断及防雷措施[J].上海电力,2004(2).
[3]刘靖,刘明光,屈志坚,刘铁.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].高电压技术,2011(4).