三、高壓送電線路防雷措施
清楚了送電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因,我們就可以有針對(duì)性的對(duì)送電線路所經(jīng)過(guò)的不同地段,不同地理位置的桿塔采取相應(yīng)的防雷措施。目前線路防雷主要有以下幾種措施:
1.加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比,加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè),保證高壓送電線路有足夠的絕緣強(qiáng)度是提高線路耐雷水平的重要因素。
2.降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎(chǔ),是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。
3.根據(jù)規(guī)程規(guī)定:在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段,可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)增大,并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流,從而提高高壓送電線路的耐雷水平。
4.適當(dāng)運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí),避雷器就加入分流,保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達(dá)到很好的避雷效果。目前在全國(guó)范圍已使用一定數(shù)量的高壓送電線路避雷器,運(yùn)行反映較好,但由于裝設(shè)避雷器投資較大,設(shè)計(jì)中我們只能根據(jù)特殊情況少量使用。
本文主要對(duì)安裝線路避雷器、降低桿塔的接地電阻兩方面進(jìn)行分析:
1.安裝線路避雷器。運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí),避雷器就加入分流,保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。我們?cè)诶讚籼l較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。線路避雷器一般有兩種:一種是無(wú)間隙型;避雷器與導(dǎo)線直接連接,它是電站型避雷器的延續(xù),具有吸收沖擊能量可靠,無(wú)放電時(shí)延、串聯(lián)間隙在正常運(yùn)行電壓和操作電壓下不動(dòng)作,避雷器本體完全處于不帶電狀態(tài),排除電氣老化問(wèn)題;串聯(lián)間隙的下電極與上電極(線路導(dǎo)線)呈垂直布置,放電特性穩(wěn)定且分散性小等優(yōu)點(diǎn);另一種是帶串聯(lián)間隙型,避雷器與導(dǎo)線通過(guò)空氣間隙來(lái)連接,只有在雷電流作用時(shí)才承受工頻電壓的作用,具有可靠性高、運(yùn)行壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。一般常用的是帶串聯(lián)間隙型,由于其間隙的隔離作用,避雷器本體部分(裝有電阻片的部分)基本上不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓,不必考慮長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下的老化問(wèn)題,且本體部分的故障不會(huì)對(duì)線路的正常運(yùn)行造成隱患。
線路避雷器防雷的基本原理:雷擊桿塔時(shí),一部分雷電流通過(guò)避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性,一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。
雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高,其電位值為Ut=iRd+L.di/dt (1)
式中, i——雷電流;
Rd——沖擊接地電阻;
L.di/dt——暫態(tài)分量。
當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過(guò)絕緣子串50%的放電電壓時(shí),將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut-U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1+Um>U50。因此,線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān),即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來(lái)說(shuō),線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān),不加裝避雷器時(shí),提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區(qū),降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。
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