论文部分内容阅读
摘要：防雷保护间隙主要作用就是在线路遭受雷击时，将电流迅速导入地下，避免闪络问题出现。本文根据以往工作经验，对35kV输电线路的防雷保护措施进行总结，并从防雷保护间隙构造形式及材料的选择、防雷保护间隙和绝缘子串的绝缘配合、绝缘子串电压分布的计算三方面，论述了110kV输电线路防雷保护。
关键词：输电线路;防雷保护间隙;绝缘子串
前言：近年来，我国在输电线路故障处理上，由于雷击而引发的故障占据极高比例，尤其是在山区以及高原地区，该项事故的发生几率更高，人们需要做好输电线路防雷操作。在经过我国相关部门和人员的不断努力之后，我国在输电线路防雷设计上取得了很大成就，其中，防雷保护间隙的应用便是其中之一。
1.35kV输电线路的防雷保护措施
1.1强化输电线路绝缘能力
对输电线路进行绝缘能力提高设计，能够将绝缘效果更好的呈现出来，并对输电线路耐雷强度进行全面提升，确保建弧率得到本质性控制，这也是输电线路电力输送工作开展的前提条件，强化其输电过程的安全性，避免出现跳闸事故。从具体设计规章制度内容中也可以看出，在避雷线的保护下，线路运行环境能够得到更加合理的完善，此时，如果杆塔高度高于40m，工作人员需要在每高出10m位置处加装一片绝缘子。如果线路之中没有避雷线保护，倘若杆塔高度超过40m，即使采用了保护间隙手段，同样需要对绝缘子进行安装，避免相关问题出现。
1.2雷电冲击过电压下的绝缘配合
雷电流主要来自于大气放电，涉及到的参数分散型极高，而且其基本规律并无太大差异，但在数值表达上，区别性异常明显。由于雷电流属于冲击波形式，由于雷闪放电而导致的高电压，同样具备冲击波特性。而且防雷保护间隙以及绝缘子串的配合，能够确保雷电冲击状态下的闪络电压当做最大过电压或者是耐受电压，这与保护间隙以及绝缘子串的应用存在直接关系。工作人员也可以将此作为基础条件，将绝缘子击穿电压和绝缘子长度关系展示出来，构建起相应的数学模型。站在35kV输电线路运行角度来说，涉及到的绝缘子应用数量为3片，实际型号更是多种多样。例如，在具体XP-7型瓷质盘形悬式绝缘子应用过程中，如果出现了雷击事故，悬式绝缘子串正极性雷电冲击闪络电压会低于负极性，从实际科学模型中可以看出，绝缘子正极性雷电冲击50%放电电压能够得到有效缓解，避免绝缘子串受到影响。
1.3操作过电压下的绝缘配合
如果电力系统之中出现了大量的电感和电容元件，受相关故障的影响，电感和电容元件状态将会受到很大影响，而且在过渡操作上，电源也会持续不断的供给能量，让磁能转变成静电场能量，导致电源操作电压的进一步提升，这也是操作過电压产生的重要原因。一般来说，35kV输电线路绝缘配合过程中，工作人员需要对操作过电压进行充分考量，只有在确定保护间隙之中存在放电电压之后，才能确保整体设计与实际设计要求相符。总的来说，整个35kV输电线路防雷保护间隙的设计，间隙距离应该与具体的绝缘配合需求相吻合，并将最大值和最小值之间的距离控制好，维护安装工作的有效开展[1]。
1.4避雷器的安装
在整个35kV输电线路防雷保护间隙设计过程中，倘若雷击现象的出现几率十分频繁，为了强化保护效果，工作人员需要在杆塔上安装避雷器。需要注意的是，在实际安装操作上，应确保安装角度与杆塔成30°角，而且还可以在两侧安装2.4m屏蔽针，避免出现雷电绕击问题。还可以在杆塔线路两侧安装屏蔽针，与导线上方的避雷针形成组合效果，强化对雷击事故的预防。如果是在杆塔顶端安装消雷器，同样需要在两端安装避雷针，并借助于相关钢绞线的应用，让接地操作显得更加稳定。总的来说，在实际接地线的作用下，可以将电流迅速导入到地下，强化杆塔周围的防雷击效果，预防反击问题。
2.110kV输电线路防雷保护间隙设计
2.1防雷保护间隙构造形式及材料的选择
在实际110kV输电线路保护间隙设计过程中，主要涉及到以下两种形式：第一，棒型，用直径28mm圆钢制造出两个棒型电极，确保在电路之中可以形成一个有效的放电间隙。为了避免棒型电机端部出现烧伤等问题，相关工作人员可以在棒端安装两个金属球，确保其直径在38mm左右，进而形成球形间隙。当电压等级较高时，棒形间隙依然存在被烧伤的可能性，所以说，该间隙主要应用与220kV以下的线路之中。第二位环形，主要制作材料为圆钢，一般来说，该种环形直径主要集中在28mm左右。另外，该装置能够为绝缘子起到均衡电压的作用，让110kV线路中的保护间隙显得更具效果。该种110kV线路保护间隙可以采用镀锌钢为材料，在两端张开之后，长度可以达到712mm，具体引弧端头之间的距离，可以在保护间隙和绝缘子串的绝缘配合情况来决定，避免其防雷效果受到影响。
2.2防雷保护间隙和绝缘子串的绝缘配合
在实际雷击过电压下的绝缘配合下，整个电压波形变化幅度较大，能够展示出明显的数据分散性特点。一般来说，雷电冲击波波头时间主要集中在1到5us之间，波长范围是20到100us，主体放电时间不会超过10us。因此，在实际110kV输电线路防雷保护间隙与绝缘子串之间的标准为1.2/50us。与此同时，在实际雷电冲击击穿电压配合下，实际闪络电压的出现概率主要以正态分布规律为主。站在110kV操作过电压绝缘配合角度来说，与35kV线路存在一些区别，相关规定显示，在空载线路合闸操作过程中，由于主体线路电感以及电容震荡时，容易产生较强的合闸过电压，如果是在线路重合闸操作上，电源的电势极高，这也进一步强化了电磁震荡频率，过电压现象更加明显。为此，在实际安装操作过程中，工作人员应确保电路处于220kV以下，并以切除空载线路时的过电压为主要的计算标准，而且在110kV系统绝缘配合下，最大运行电压应该取3倍数值，即309kV[2]。
2.3绝缘子串电压分布的计算
在该项计算操作执行上，主要以有限元计算软件ANSYS应用为主，可以对线路中的电磁场部分进行合理化分析。在实际操作时，工作人员可以将实际处理对象分成若干个有限单元，然后借助于麦克斯韦方程，以及矢量磁势和标量电势，将边界条件和初始条件呈现出来，确保相关量求解的合理性。站在绝缘子串电压分布角度来说，属于电场有限元分析内容，而且其计算基础为泊松方程，此时，工作人员可以将介电常数输入到模型之中，将自由度值呈现出来，之后对其他电场中的物理量进行求解。总的来说，在实际三维有限元计算软件ANSYS应用过程中，应该以实体模型为基础，开展有效的建模操作。最后，在具体计算结果和分析上，人们可以对绝缘子串保护间隙和不带绝缘子串的保护间隙进行分别计算，并对最终的电压降数据进行统计。在集体线路运行电压作用下，随着绝缘子串的增加，其电压分布呈现出吗，明显的不均匀特点。
总结：综上所述，从35kV和110kV输电线路防雷保护间隙设计分析中可以看出，通过对保护间隙距离的有效设计，可以避免绝缘子串出现明显的放电现象，实现对输电线路的充分保护。因此，在实际电力行业发展过程中，相关工作人员应该对防雷保护间隙的推广加大力度，以此来强化我国输电网络整体运行质量。
参考文献：
[1]王艳兵.高压输电线路防雷措施分析及改进方法[J].山东工业技术，2019（19）：144.
[2]吴国强，吴雪颖，黄光永.基于气吹灭弧的输电线路防雷保护间隙的研究[J].企业技术开发，2018，37（01）：57-59.
关键词：输电线路;防雷保护间隙;绝缘子串
前言：近年来，我国在输电线路故障处理上，由于雷击而引发的故障占据极高比例，尤其是在山区以及高原地区，该项事故的发生几率更高，人们需要做好输电线路防雷操作。在经过我国相关部门和人员的不断努力之后，我国在输电线路防雷设计上取得了很大成就，其中，防雷保护间隙的应用便是其中之一。
1.35kV输电线路的防雷保护措施
1.1强化输电线路绝缘能力
对输电线路进行绝缘能力提高设计，能够将绝缘效果更好的呈现出来，并对输电线路耐雷强度进行全面提升，确保建弧率得到本质性控制，这也是输电线路电力输送工作开展的前提条件，强化其输电过程的安全性，避免出现跳闸事故。从具体设计规章制度内容中也可以看出，在避雷线的保护下，线路运行环境能够得到更加合理的完善，此时，如果杆塔高度高于40m，工作人员需要在每高出10m位置处加装一片绝缘子。如果线路之中没有避雷线保护，倘若杆塔高度超过40m，即使采用了保护间隙手段，同样需要对绝缘子进行安装，避免相关问题出现。
1.2雷电冲击过电压下的绝缘配合
雷电流主要来自于大气放电，涉及到的参数分散型极高，而且其基本规律并无太大差异，但在数值表达上，区别性异常明显。由于雷电流属于冲击波形式，由于雷闪放电而导致的高电压，同样具备冲击波特性。而且防雷保护间隙以及绝缘子串的配合，能够确保雷电冲击状态下的闪络电压当做最大过电压或者是耐受电压，这与保护间隙以及绝缘子串的应用存在直接关系。工作人员也可以将此作为基础条件，将绝缘子击穿电压和绝缘子长度关系展示出来，构建起相应的数学模型。站在35kV输电线路运行角度来说，涉及到的绝缘子应用数量为3片，实际型号更是多种多样。例如，在具体XP-7型瓷质盘形悬式绝缘子应用过程中，如果出现了雷击事故，悬式绝缘子串正极性雷电冲击闪络电压会低于负极性，从实际科学模型中可以看出，绝缘子正极性雷电冲击50%放电电压能够得到有效缓解，避免绝缘子串受到影响。
1.3操作过电压下的绝缘配合
如果电力系统之中出现了大量的电感和电容元件，受相关故障的影响，电感和电容元件状态将会受到很大影响，而且在过渡操作上，电源也会持续不断的供给能量，让磁能转变成静电场能量，导致电源操作电压的进一步提升，这也是操作過电压产生的重要原因。一般来说，35kV输电线路绝缘配合过程中，工作人员需要对操作过电压进行充分考量，只有在确定保护间隙之中存在放电电压之后，才能确保整体设计与实际设计要求相符。总的来说，整个35kV输电线路防雷保护间隙的设计，间隙距离应该与具体的绝缘配合需求相吻合，并将最大值和最小值之间的距离控制好，维护安装工作的有效开展[1]。
1.4避雷器的安装
在整个35kV输电线路防雷保护间隙设计过程中，倘若雷击现象的出现几率十分频繁，为了强化保护效果，工作人员需要在杆塔上安装避雷器。需要注意的是，在实际安装操作上，应确保安装角度与杆塔成30°角，而且还可以在两侧安装2.4m屏蔽针，避免出现雷电绕击问题。还可以在杆塔线路两侧安装屏蔽针，与导线上方的避雷针形成组合效果，强化对雷击事故的预防。如果是在杆塔顶端安装消雷器，同样需要在两端安装避雷针，并借助于相关钢绞线的应用，让接地操作显得更加稳定。总的来说，在实际接地线的作用下，可以将电流迅速导入到地下，强化杆塔周围的防雷击效果，预防反击问题。
2.110kV输电线路防雷保护间隙设计
2.1防雷保护间隙构造形式及材料的选择
在实际110kV输电线路保护间隙设计过程中，主要涉及到以下两种形式：第一，棒型，用直径28mm圆钢制造出两个棒型电极，确保在电路之中可以形成一个有效的放电间隙。为了避免棒型电机端部出现烧伤等问题，相关工作人员可以在棒端安装两个金属球，确保其直径在38mm左右，进而形成球形间隙。当电压等级较高时，棒形间隙依然存在被烧伤的可能性，所以说，该间隙主要应用与220kV以下的线路之中。第二位环形，主要制作材料为圆钢，一般来说，该种环形直径主要集中在28mm左右。另外，该装置能够为绝缘子起到均衡电压的作用，让110kV线路中的保护间隙显得更具效果。该种110kV线路保护间隙可以采用镀锌钢为材料，在两端张开之后，长度可以达到712mm，具体引弧端头之间的距离，可以在保护间隙和绝缘子串的绝缘配合情况来决定，避免其防雷效果受到影响。
2.2防雷保护间隙和绝缘子串的绝缘配合
在实际雷击过电压下的绝缘配合下，整个电压波形变化幅度较大，能够展示出明显的数据分散性特点。一般来说，雷电冲击波波头时间主要集中在1到5us之间，波长范围是20到100us，主体放电时间不会超过10us。因此，在实际110kV输电线路防雷保护间隙与绝缘子串之间的标准为1.2/50us。与此同时，在实际雷电冲击击穿电压配合下，实际闪络电压的出现概率主要以正态分布规律为主。站在110kV操作过电压绝缘配合角度来说，与35kV线路存在一些区别，相关规定显示，在空载线路合闸操作过程中，由于主体线路电感以及电容震荡时，容易产生较强的合闸过电压，如果是在线路重合闸操作上，电源的电势极高，这也进一步强化了电磁震荡频率，过电压现象更加明显。为此，在实际安装操作过程中，工作人员应确保电路处于220kV以下，并以切除空载线路时的过电压为主要的计算标准，而且在110kV系统绝缘配合下，最大运行电压应该取3倍数值，即309kV[2]。
2.3绝缘子串电压分布的计算
在该项计算操作执行上，主要以有限元计算软件ANSYS应用为主，可以对线路中的电磁场部分进行合理化分析。在实际操作时，工作人员可以将实际处理对象分成若干个有限单元，然后借助于麦克斯韦方程，以及矢量磁势和标量电势，将边界条件和初始条件呈现出来，确保相关量求解的合理性。站在绝缘子串电压分布角度来说，属于电场有限元分析内容，而且其计算基础为泊松方程，此时，工作人员可以将介电常数输入到模型之中，将自由度值呈现出来，之后对其他电场中的物理量进行求解。总的来说，在实际三维有限元计算软件ANSYS应用过程中，应该以实体模型为基础，开展有效的建模操作。最后，在具体计算结果和分析上，人们可以对绝缘子串保护间隙和不带绝缘子串的保护间隙进行分别计算，并对最终的电压降数据进行统计。在集体线路运行电压作用下，随着绝缘子串的增加，其电压分布呈现出吗，明显的不均匀特点。
总结：综上所述，从35kV和110kV输电线路防雷保护间隙设计分析中可以看出，通过对保护间隙距离的有效设计，可以避免绝缘子串出现明显的放电现象，实现对输电线路的充分保护。因此，在实际电力行业发展过程中，相关工作人员应该对防雷保护间隙的推广加大力度，以此来强化我国输电网络整体运行质量。
参考文献：
[1]王艳兵.高压输电线路防雷措施分析及改进方法[J].山东工业技术，2019（19）：144.
[2]吴国强，吴雪颖，黄光永.基于气吹灭弧的输电线路防雷保护间隙的研究[J].企业技术开发，2018，37（01）：57-59.