论文部分内容阅读
摘 要：近年来，随着我国经济的发展，各地区对用电量的需求越来越大，电网建设得到了迅速的发展，在电网建设的同时，输电线路的防雷与接地也越来越重视。本文主要是对6-35kV电网的防雷保护措施进行分析。
关键词：电网，防雷，保护措施，避雷器，接地
中图分类号：TU856
1、加强完善避雷器或避雷线保护
因6kV～35kV 电网的主要防雷措施是避雷器，那么规范、完善避雷器的保护就非常重要。对于35kV电网在雷电活动频繁的地段应该采用避雷线进行保护。根据6kV～35kV 中压电网的现状，在避雷器的保护上可在如下方面进行治理。①选用保护性能好的金属氧化物避雷器，逐步淘汰碳化硅避雷器。为了保证避雷器适应6kV～35kV 电网的内过电压状况，可适当提高金属氧化物避雷器的额定电压和荷电率。②在柱上开关和刀闸两侧装避雷器保护，以防止线路遭雷时的开路反射击坏开关和刀闸。③在6kV～35kV 进出线终端杆加线路避雷器保护，用以防止线路备用时沿线路侵入的雷电波开路反射击坏开关设备，此避雷器在线路正常运行时，可用来限制沿线路侵入到变电所的雷电波。④在配电变压器的高、低压侧同时安装合适的避雷器，防止正变换过电压和逆变换过电压造成配电变压器的损坏。⑤加强避雷器的运行维护和试验，防止避雷器因自身故障而造成的电网接地短路事故。⑥在雷电活动频繁地区，或者容易遭受雷击的线路杆塔上加装线路避雷器。根据经验，为了减少维护工作量，可以安装复合外套金属氧化物避雷器。 ⑦对35kV 线路容易遭受雷击的杆塔，可在杆顶加装避雷针，或在若干基杆塔上架设避雷线以防止直击雷。
2、加强送电线路的绝缘水平
送电线路的耐雷水平随着绝缘水平的增加而增强，在设计的时候，充分考虑送电线路应具有足够的绝缘强度，考虑绝缘子的性能，分析其特性，采取绝缘性能和耐污性能较好的钢化玻璃绝缘子，因为钢化玻璃绝缘子中的玻璃元件能显著地提高其机械强度和耐冷热急变的性能，而且钢化玻璃绝缘子利用了碱效应，调整了玻璃体内的体积电阻，使玻璃体在电流作用下导电体大大的减小，甚至使离子导电体无移动能力，从而使玻璃绝缘体减弱了外表的闪络和内在击穿的可能，并且玻璃绝缘子的自洁性能良好，即使灼烧后仍有一定的绝缘性能，因此具有较好的耐电弧和不易老化性能，在抗雷害故障中具有独特的优越性。
3、降低杆塔的接地电阻
高压送电线路的耐雷能力随着接地电阻的增大而降低。最经济、有效的提高高压送电线路耐雷水平的方法是尽可能的降低杆塔的接地电阻，降低工频接地电阻，有效的减少线路的绝缘闪烁，限制跳闸率。对于土壤电阻率较高的地区，像地质情况为岩石的山区，应在设计的时候考虑延长接地极，或是采用环形接体和垂直接地相结合的方式，也可以采用加设接地模块或用降阻剂的形式。避雷器等防雷设备的接地引下线要用圆钢或扁钢，要有防止连接处锈蚀和地下部分因锈蚀开路的措施。研究表明： 无论线路是否有避雷线，是否装有避雷器， 线路的耐雷水平均随杆塔冲击接地电阻增大而减小，对于无避雷线的线路，耐雷水平主要取决于雷击杆塔的冲击接地电阻， 受其它杆塔的冲击接地电阻的影响很小，可以忽略。当杆塔冲击接地电阻由100Ω降至20Ω 时，输电线路的耐雷水平可提高3-5倍，可见线路的耐雷水平在很大程度上取决于杆塔的冲击接地电阻。当接地电阻大于20Ω时，线路耐雷水平随冲击接地电阻增大而下降的陡度变缓，原因是冲击接地电阻虽然直接决定了雷击杆塔塔顶电位的高低和雷电流分流的大小，但避雷器的分流钳位作用使塔顶电位与导线电位接近，接近的程度与冲击接地电阻无关，从而减小了冲击接地电阻的影响。
4、安装自动跟踪补偿消弧装置
对电容电流超过10A 的电网，安装自动跟踪补偿消弧装置进行补偿，这是有效降低线路建弧率提高供电可靠性的有效措施。因为雷电过电压虽然幅值很高，但作用时间很短，绝缘子发生的热破坏大都是由于雷电流过后的工频续流引起的。而工频续流实际就是电网的电容电流，而某些型号的自动跟踪补偿消弧装置能把补偿后的残流控制在5A 以下，这就为雷电流过后的可靠熄弧创造了条件。同时，6kV～35kV 电网加装自动跟踪补偿消弧装置后还能有效地防止弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。
5、提高自动重合闸投运率
由于线路绝缘具有自恢复性能， 大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除，线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化， 这时若重新使断路器合上往往能恢复供电， 因而减小停电的时间，提高供电的可靠性。提高自动重合闸的投运率并加强6kV～35kV 电网的运行维护，及时排除绝缘缺陷，提高电网的耐雷水平，是减少雷击跳闸率，提高供电可靠性，保证电网安全的有效措施。因此安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。
6、合理的选择路径
在路径选择的时候，尽可能的避开雷电多发区域，雷电多发地带一般山地比平原多，对应小区域，空旷的地方比植被密集的地方多，高处比平坦的地方多，因此在路径的选择时候，对于小区域，可能导致雷电多发的地段，尽可能避开。
7、减小档距和降低塔高
大档距杆塔的防雷是输电线路的关键，因为档距长，落雷的概率将增大，且雷击停电不易修复，因此在多雷区域，应该尽可能的减小档距。杆塔的高度越高，落雷时塔顶的电位越高，感应过电压越大，受绕击的概率增大，其耐雷性能将较低 ，从防雷保护的角度，采用多档距，低高度的杆塔布置对防雷是有利的。
8、总结
在总结了送电线路常规防雷技术措施的基础上，我们认为雷电活动是小概率事件，随机性强，要做好送电线路的防雷工作，就必须抓住其关键点。综上所述，为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑高压送电线路经过地区的地形地貌特点、雷电活动强弱程度和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高壓送电线路系统运行方式和运行经验等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平。接地设计是防雷措施中最有效的办法，因此我们要结合工程实际，结合规范和经验，选择最经济、合理、有利于环保的接地形式，将雷害带来的损失降低到最低限度。
参考文献：
[1]刘大平.浅析架空输电线路杆塔接地装置[J].安徽电力.2010.（01）
[2]黄福勇，周卫华，周挺，王成.架空输电线路杆塔接地装置[J].湖南电力.2008.（06）
[3]苏北海.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].湖南水利水电.2010.（02）
关键词：电网，防雷，保护措施，避雷器，接地
中图分类号：TU856
1、加强完善避雷器或避雷线保护
因6kV～35kV 电网的主要防雷措施是避雷器，那么规范、完善避雷器的保护就非常重要。对于35kV电网在雷电活动频繁的地段应该采用避雷线进行保护。根据6kV～35kV 中压电网的现状，在避雷器的保护上可在如下方面进行治理。①选用保护性能好的金属氧化物避雷器，逐步淘汰碳化硅避雷器。为了保证避雷器适应6kV～35kV 电网的内过电压状况，可适当提高金属氧化物避雷器的额定电压和荷电率。②在柱上开关和刀闸两侧装避雷器保护，以防止线路遭雷时的开路反射击坏开关和刀闸。③在6kV～35kV 进出线终端杆加线路避雷器保护，用以防止线路备用时沿线路侵入的雷电波开路反射击坏开关设备，此避雷器在线路正常运行时，可用来限制沿线路侵入到变电所的雷电波。④在配电变压器的高、低压侧同时安装合适的避雷器，防止正变换过电压和逆变换过电压造成配电变压器的损坏。⑤加强避雷器的运行维护和试验，防止避雷器因自身故障而造成的电网接地短路事故。⑥在雷电活动频繁地区，或者容易遭受雷击的线路杆塔上加装线路避雷器。根据经验，为了减少维护工作量，可以安装复合外套金属氧化物避雷器。 ⑦对35kV 线路容易遭受雷击的杆塔，可在杆顶加装避雷针，或在若干基杆塔上架设避雷线以防止直击雷。
2、加强送电线路的绝缘水平
送电线路的耐雷水平随着绝缘水平的增加而增强，在设计的时候，充分考虑送电线路应具有足够的绝缘强度，考虑绝缘子的性能，分析其特性，采取绝缘性能和耐污性能较好的钢化玻璃绝缘子，因为钢化玻璃绝缘子中的玻璃元件能显著地提高其机械强度和耐冷热急变的性能，而且钢化玻璃绝缘子利用了碱效应，调整了玻璃体内的体积电阻，使玻璃体在电流作用下导电体大大的减小，甚至使离子导电体无移动能力，从而使玻璃绝缘体减弱了外表的闪络和内在击穿的可能，并且玻璃绝缘子的自洁性能良好，即使灼烧后仍有一定的绝缘性能，因此具有较好的耐电弧和不易老化性能，在抗雷害故障中具有独特的优越性。
3、降低杆塔的接地电阻
高压送电线路的耐雷能力随着接地电阻的增大而降低。最经济、有效的提高高压送电线路耐雷水平的方法是尽可能的降低杆塔的接地电阻，降低工频接地电阻，有效的减少线路的绝缘闪烁，限制跳闸率。对于土壤电阻率较高的地区，像地质情况为岩石的山区，应在设计的时候考虑延长接地极，或是采用环形接体和垂直接地相结合的方式，也可以采用加设接地模块或用降阻剂的形式。避雷器等防雷设备的接地引下线要用圆钢或扁钢，要有防止连接处锈蚀和地下部分因锈蚀开路的措施。研究表明： 无论线路是否有避雷线，是否装有避雷器， 线路的耐雷水平均随杆塔冲击接地电阻增大而减小，对于无避雷线的线路，耐雷水平主要取决于雷击杆塔的冲击接地电阻， 受其它杆塔的冲击接地电阻的影响很小，可以忽略。当杆塔冲击接地电阻由100Ω降至20Ω 时，输电线路的耐雷水平可提高3-5倍，可见线路的耐雷水平在很大程度上取决于杆塔的冲击接地电阻。当接地电阻大于20Ω时，线路耐雷水平随冲击接地电阻增大而下降的陡度变缓，原因是冲击接地电阻虽然直接决定了雷击杆塔塔顶电位的高低和雷电流分流的大小，但避雷器的分流钳位作用使塔顶电位与导线电位接近，接近的程度与冲击接地电阻无关，从而减小了冲击接地电阻的影响。
4、安装自动跟踪补偿消弧装置
对电容电流超过10A 的电网，安装自动跟踪补偿消弧装置进行补偿，这是有效降低线路建弧率提高供电可靠性的有效措施。因为雷电过电压虽然幅值很高，但作用时间很短，绝缘子发生的热破坏大都是由于雷电流过后的工频续流引起的。而工频续流实际就是电网的电容电流，而某些型号的自动跟踪补偿消弧装置能把补偿后的残流控制在5A 以下，这就为雷电流过后的可靠熄弧创造了条件。同时，6kV～35kV 电网加装自动跟踪补偿消弧装置后还能有效地防止弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。
5、提高自动重合闸投运率
由于线路绝缘具有自恢复性能， 大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除，线路绝缘不会发生永久性的损坏或劣化， 这时若重新使断路器合上往往能恢复供电， 因而减小停电的时间，提高供电的可靠性。提高自动重合闸的投运率并加强6kV～35kV 电网的运行维护，及时排除绝缘缺陷，提高电网的耐雷水平，是减少雷击跳闸率，提高供电可靠性，保证电网安全的有效措施。因此安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。
6、合理的选择路径
在路径选择的时候，尽可能的避开雷电多发区域，雷电多发地带一般山地比平原多，对应小区域，空旷的地方比植被密集的地方多，高处比平坦的地方多，因此在路径的选择时候，对于小区域，可能导致雷电多发的地段，尽可能避开。
7、减小档距和降低塔高
大档距杆塔的防雷是输电线路的关键，因为档距长，落雷的概率将增大，且雷击停电不易修复，因此在多雷区域，应该尽可能的减小档距。杆塔的高度越高，落雷时塔顶的电位越高，感应过电压越大，受绕击的概率增大，其耐雷性能将较低 ，从防雷保护的角度，采用多档距，低高度的杆塔布置对防雷是有利的。
8、总结
在总结了送电线路常规防雷技术措施的基础上，我们认为雷电活动是小概率事件，随机性强，要做好送电线路的防雷工作，就必须抓住其关键点。综上所述，为防止和减少雷害故障，设计中我们要全面考虑高压送电线路经过地区的地形地貌特点、雷电活动强弱程度和土壤电阻率的高低等情况，还要结合原有高壓送电线路系统运行方式和运行经验等，通过比较选取合理的防雷设计，提高高压送电线路的耐雷水平。接地设计是防雷措施中最有效的办法，因此我们要结合工程实际，结合规范和经验，选择最经济、合理、有利于环保的接地形式，将雷害带来的损失降低到最低限度。
参考文献：
[1]刘大平.浅析架空输电线路杆塔接地装置[J].安徽电力.2010.（01）
[2]黄福勇，周卫华，周挺，王成.架空输电线路杆塔接地装置[J].湖南电力.2008.（06）
[3]苏北海.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].湖南水利水电.2010.（02）