1.引言
無論國內(nèi)或國外,在配電線路上,現(xiàn)在都已廣泛地應(yīng)用了絕緣導(dǎo)線??梢哉f,配電網(wǎng)的絕緣化,已是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。
但是,絕緣導(dǎo)線在應(yīng)用過程中,也出現(xiàn)了一些新的問題。其中,最為突出的問題,是遭受雷擊時(shí),容易發(fā)生斷線事故。據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計(jì),浙江地區(qū)到2004年為止,雷擊斷線事故與雷擊跳閘事故約為395次:上海地區(qū)使用絕緣導(dǎo)線以來,已造成近百起雷擊閃絡(luò)事故。國外也有資料介紹雷擊斷線事故約占總雷擊的96.8%,日本的資料表明,雷擊斷線事故約占配電網(wǎng)絕緣事故得36.8%。
以上一些統(tǒng)計(jì)資料表明:雷擊斷線事故,是應(yīng)用絕緣導(dǎo)線中最突出的一個(gè)嚴(yán)重問題,這引起國內(nèi)外防雷工作者們的廣泛注意,并積極開展對(duì)等試驗(yàn)研究工作,并找到許多有效的防治措施。
2.線路防雷的基本常識(shí)
2.1雷電的危害性
雷電引起的過電壓,叫做大氣過電壓。這種過電壓危害相當(dāng)大。大氣過電壓可分為直接雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種基本形式。? 雷電有下列危害:
?。?)雷電的機(jī)械效應(yīng)——擊毀桿塔和建筑,傷害人畜。
(2)雷電的熱效應(yīng)——燒毀導(dǎo)線、燒毀設(shè)備、造成火災(zāi)。
(3)電的電熱效應(yīng)——產(chǎn)生過電壓,擊穿電氣絕緣、絕緣子閃絡(luò)、開關(guān)跳閘、線路停電或引起火災(zāi)、人身傷亡等。
根據(jù)模擬試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),平均高度為h米的線路將吸引寬度為5h的雷電擊中線路,所以線路的等值受雷寬度為10h。如果落雷密度Y-0。015次/km2?雷電日,線路經(jīng)過地區(qū)年平均雷電日為T,則100公里長每年的落雷數(shù):
N=r?10h/1000×100×T=Y?h?T??? 次/百公里?年
若T=40雷電日/年,則每百公里線路平均落雷次數(shù)
N=0.015×40×h=0.6h次/百公里?40雷電日
例如,10kv線路,平均高度h=8m線路長度一般小于50公里,平均每年受雷擊數(shù):
N=0.6×8×50/100=2.4次
由此可見,配電線路若不采取防雷措施,是不能保證安全的
2.2線路防雷中常用的幾個(gè)概念
?。?)繞擊、反擊和感應(yīng)雷
線路受雷擊后,絕緣子串二端電壓升高,會(huì)引起絕緣子串閃絡(luò),根據(jù)雷擊點(diǎn)位置不同,引起雷擊閃絡(luò)的原因,基本上有下列三種:
?、?雷擊線路附近的地面,在絕緣子二端產(chǎn)生電磁感應(yīng)電壓,通常稱為感應(yīng)雷過電壓。
?、?雷擊塔頂或塔頭附近避雷線,雷電流通過桿塔入地,桿塔電位升高,絕緣子串發(fā)生閃絡(luò),當(dāng)雷擊避雷線擋距中央時(shí),地線電位升高,也可能引起導(dǎo)線、地線間的空氣間隙s閃絡(luò)。這兩種現(xiàn)在統(tǒng)稱為反擊。它們都是原來接地的物體(桿塔、避雷器),受雷擊后電位升高,反過來對(duì)原來是高電位的導(dǎo)線放電。
?、?雷繞過避雷線,擊中相導(dǎo)線,這種由導(dǎo)線電位升高所引起的絕緣子串閃絡(luò)稱為繞擊。
在高壓線路中,繞擊與反擊之和就是線路總的雷擊閃絡(luò)次數(shù)。繞擊和反擊時(shí),
雷電直接流過桿塔或?qū)Ь€。因此,這時(shí)產(chǎn)生的過電壓又稱為直擊雷過電
?。?)絕緣子串的沖擊閃絡(luò)特性:
在雷的沖擊作用下,絕緣子串可能產(chǎn)生沖擊閃絡(luò),
絕緣子串的予放電時(shí)間不同,其閃絡(luò)路徑也不同:tp>3μS 按最短空氣隔離閃絡(luò):tp=1μS,放電沿絕緣子上瓷瓶:tp>1μS沖擊放電緊貼瓷裙,沿每一瓷裙的上下表面串級(jí)閃絡(luò)。
沖擊閃絡(luò)后,隨后建立的工頻短路電弧將沿沖擊電弧路徑發(fā)展,會(huì)在瓷裙上留下痕跡。