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浅议输电线路的防雷保护
摘要:随着我国电力事业的发展,输电网络越来越密集。雷击引起的输电线路跳闸故障也日益增多,不仅影响设备的正常运行,而且极大地影响了日常的生产、生活。雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。笔者根据多新的更加有效的保护技术措施,制造相应的保护装置,以满足不断发展的电网的需要。为了保证防雷保护的设计技术的先进性和设计方案的合理性,必须根据当地雷电活动情况和电力网的具体特点等,进行充分的技术经济论证。
三、输电线路防雷措施
(一)架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有分流作用、耦合作用和屏蔽作用,从而减小流经杆塔的雷电流,以降低塔顶电位,减小线路绝缘子的电压,降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此,从理论上来说,110kV及以上电压等级的输电线路均应全线架设避雷线。同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角以20°~30°为宜。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角以15°为宜。
(二)安装线路避雷器
近年来,随着金属氧化物避雷器技术的成熟,以及制造成本的降低,在输电线路运用避雷器保护已经逐渐被人们认同,国内外已有充分的运行经验,安装避雷器的杆塔基本上不出现雷击跳闸,目前我国各地都在大量进行应用。加装线路避雷器以后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化,一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔,一部分经塔体入地,当雷电流超过一定值后,避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线,传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应作用,将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合作用将使导线电位提高,使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子不会发生闪络,因此,线路避雷器具有很好的钳电位作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
线路避雷器有两种类型,即带串联间隙和无串联间隙两种,因运行方式不同和电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。线路避雷器安装时应注意:要选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔,最好在两侧相临杆塔上同时安装;垂直排列的线路可只装上下两相;安装时尽量不使避雷器收力,并注意保持足够的安全距离;避雷器应顺杆塔单独敷设接地线,其截面不小于25平方毫米,尽量减小接地电阻的影响。
(三)降低杆塔接地电阻
杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数,对于一般高度的杆塔,当杆塔型号、尺寸与绝缘子型号和数量确定后,降低杆塔接地电阻对提高架空送电线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。当杆塔型式、尺寸和绝缘子型式、数量确定后,影响线路反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的阻值。各种电压等级,线路耐雷水平均随杆塔接地电阻的增加而降低。依据雷电流幅值累积概率分布的固有特点:低幅值雷电流出现的概率明显大于高幅值雷电流出现的概率。由此可知,随着系统标称电压的提高,杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。根据不同地形、土质,采取不同的改造接地网的技术