送電線路需要防雷
評(píng)論: 更新日期:2009年12月30日
電力系統(tǒng)中的落雷主要打在送電線路上。為了衡量該問(wèn)題的嚴(yán)重性,需要引進(jìn)幾個(gè)概念:
1.線路受雷擊的等值面積S
面積S=長(zhǎng)×寬,線路的雷擊次數(shù)規(guī)定線路的長(zhǎng)為100公里,那么寬呢?是否是三根輸電線所占的面積呢?否!因?yàn)樗鼈儾皇蔷o貼地面,對(duì)雷云它們具有吸引寬度。 實(shí)驗(yàn)證明:吸引寬度與線路的高度有關(guān),并且成正比,其寬度為高度的5倍,所以兩邊的寬度一加,應(yīng)為10倍高度。這里的高度是取三根導(dǎo)線中最高一相的平均高度(因?yàn)閷?dǎo)線有弧垂),高度的單位為米。所以線路受雷擊的等值面積為:S=100×(10h/1000)=h(平方公里)。這個(gè)公式很好記,要計(jì)算S,只要記住h就行。
2.每個(gè)雷電日每平方公里地面的落雷次數(shù)γ
我國(guó)用磁鋼棒在5個(gè)省市的11條線路進(jìn)行實(shí)測(cè),γ值多在0.01~0.021之間,只有一條線路(這條線路部分路段經(jīng)過(guò)煤礦區(qū),而煤礦是導(dǎo)電的)γ=0.075。11條線路的加權(quán)平均值γ=0.015,這就是我國(guó)1976年版過(guò)電壓保護(hù)規(guī)程中采用的數(shù)值,而且一直采用到今天,現(xiàn)在看來(lái)此問(wèn)題還應(yīng)該作進(jìn)一步的研究。
3.每年雷電日數(shù)T
為了表征雷電頻度,采用年平均雷電日作為計(jì)量單位。一天內(nèi)只要聽(tīng)到一次雷聲,就記為一個(gè)雷電日。由于各年變化較大,所以要采用多年平均值。
雷電日數(shù)與緯度有關(guān)。在炎熱潮濕的赤道附近雷電日數(shù)最大,兩極雷電日最少。例如埃塞俄比亞有230雷電日,至于兩極,只有1~5個(gè)雷電日。
我國(guó)的年平均雷電日數(shù)是經(jīng)過(guò)二十年、在26個(gè)省市作了實(shí)地調(diào)查之后做出的。西北地區(qū),雷電日數(shù)多在20以下,東北地區(qū)多在30左右,華北地區(qū)和中部地區(qū),多在40~45左右,廣東、廣西、福建的大部,雷電日多在80以上。
4.每100公里每年線路落雷次數(shù)N
N=SγT=hγT=0.015hT
例如:35KV線路,50公里長(zhǎng),40個(gè)雷電日(即中等雷區(qū),例如上海、武漢),h=8米,則N=0.015×8×40=4.8次/百公里•年,現(xiàn)在是50公里長(zhǎng),故每年2.4次,這個(gè)數(shù)字是很大的,所以線路必須防雷。
送電線路防雷有四道防線。
1.首先要保護(hù)導(dǎo)線不受雷擊.為此可以采用避雷器、避雷針或改用電纜。
2. 其次是如果避雷線受雷擊后最好不要使線路的絕緣發(fā)生閃絡(luò)。為此,需要改善避雷線的接地,適當(dāng)加強(qiáng)線路的絕緣,個(gè)別桿塔可以使用避雷器。
3.第三道防線是即使線路絕緣因雷擊發(fā)生閃絡(luò)也不要轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電弧,即線路上不要發(fā)生短路故障,所以不會(huì)跳閘。為此應(yīng)該減少絕緣上的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度或電網(wǎng)中性點(diǎn)采用不直接接地的方式。
4.最后一道防線是即使跳閘也不要中斷電力的供應(yīng)。為此,可以采用自動(dòng)重合閘裝置,或用雙回路或環(huán)網(wǎng)供電。
概括起來(lái)為:導(dǎo)線盡量不受雷擊→雷擊之后不閃絡(luò)→閃絡(luò)之后不跳閘→跳閘之后不停電。
補(bǔ)充:什么是絕緣上的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度?
比如在35KV的線路中,當(dāng)雷擊一相導(dǎo)線使該相的絕緣子閃絡(luò),由于35KV中性點(diǎn)是不接地系統(tǒng),工頻短路電流很小,不會(huì)引起線路跳閘,仍能繼續(xù)送電.必須得再使另一相的絕緣子閃絡(luò),才可能形成相間短路的大電流,從而引起線路跳閘。
如果線路上使用的是X-4.5的盤形懸式絕緣子,它的高度是0.146米,則兩串絕緣子(每串三個(gè))的總長(zhǎng)為0.146×6=0.876米,所以沿絕緣子串的平均電場(chǎng)強(qiáng)度E為:
E=35/0.876=40千伏/米
這個(gè)E就是絕緣上的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度.該電場(chǎng)強(qiáng)度大,絕緣閃絡(luò)后就容易建弧,在一般情況下,建弧率=E/72。
在上例中,建弧率=40/72=58%,即35KV線路雷擊導(dǎo)線后,有58%的可能線路會(huì)跳閘。