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避雷塔在輸電線路防雷中的應用
作者:工藝避雷塔 來源:inyuhang.com 發表時間:2012-8-13 瀏覽:次  
近幾年來,由于環境條件的不斷劣化,雷擊引起的輸電線路掉閘故障也日益增多,不僅影響設備的正常運行,而且極大地影響了日常的生產、生活。從山東省來看,淄博屬于多雷區,每年都發生雷擊線路掉閘故障。前些年,主要集中在南部山區線路,近幾年有向北部平原轉移的趨勢,雷擊已成為影響輸電線路安全可靠運行的最主要因素。
  為了減少輸電線路的雷擊故障,采取了各種綜合防雷措施,如降低桿塔接地電阻、提高線路絕緣水平、采用負角保護、架設耦合地線等,取得了一定的效果。但對于分布在高土壤電阻率的部分線路,降低桿塔接地電阻難度較大,對于防治繞擊雷對線路造成的故障仍沒有好的對策。
  目前,國外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器用于輸電線路的防雷,取得了很好的效果。從1997年開始,淄博電業局與原電力部中能公司合作,使用該公司生產的線路避雷器,并分別在35 kV、110 kV線路上運行,經過2個雷雨季節的考驗取得了明顯的效果。
  1、線路避雷器防雷的基本原理
  雷擊桿塔時,一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征。
雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高,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——暫態分量。
  當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時,將發生由塔頂至導線的閃絡。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個重要因素有關,即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說,線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強度與地理位置和大氣條件相關,不加裝避雷器時,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,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。
  加裝避雷器以后,當輸電線路遭受雷擊時,雷電流的分流將發生變化,一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔,一部分經塔體入地,當雷電流超過一定值后,避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線,傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時,由于導線間的電磁感應作用,將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導線電位提高,使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓,絕緣子不會發生閃絡,因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
  以往輸電線路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法,在平原地帶相對較容易,對于山區桿塔,則往往在4個塔腳部位采用較長的輻射地線或打深井加降阻劑,以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率,在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時,因接地線過長會有較大的附加電感值,雷電過電壓的暫態分量L.di/dt會加在塔體電位上,使塔頂電位大大提高,更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡,反而使線路的耐雷水平下降。因為線路避雷器具有鉗電位作用,對接地電阻要求不太嚴格,對山區線路防雷比較容易實現。
  2、避雷器的選型及安裝維護
  線路避雷器有2種類型,即帶串聯間隙和無串聯間隙2種,因運行方式不同和電站避雷器相比在結構設計上也有所區別。
  線路避雷器安裝時應注意:
  (1)選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線路桿塔,最好在兩側相臨桿塔上同時安裝;
  (2)垂直排列的線路可只裝上下2相;
  (3)安裝時盡量不使避雷器受力,并注意保持足夠的安全距離;
  (4)避雷器應順桿塔單獨敷設接地線,其截面不小于25 mm2,盡量減小接地電阻的影響。
  投運后進行必要的維護:
  (1)結合停電定期測量絕緣電阻,歷年結果不應明顯變化;
  (2)檢查并記錄計數器的動作情況;
  (3)對其緊固件進行擰緊,防止松動;
  (4)5 a拆回,進行1次直流1 mA及75%參考電壓下泄漏電流測量。
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