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    輸電線(xiàn)路的防雷保護(一)

    發(fā)布時(shí)間:2019-11-15  

    輸電線(xiàn)路的防雷保護

    一、輸電線(xiàn)路的成因及危害

    由于輸電線(xiàn)路長(cháng)度大,分布面廣,地處曠野,易受到雷擊。輸電線(xiàn)路上出現的大氣過(guò)電壓有兩種:一種是雷擊于輸電線(xiàn)路引起的,稱(chēng)為直擊雷過(guò)電壓;

    1)雷直擊導線(xiàn),無(wú)避雷線(xiàn)的線(xiàn)路最易發(fā)生,但即使有避雷線(xiàn),雷電仍可能繞過(guò)避雷線(xiàn)的保護范圍而擊于導線(xiàn)(繞擊)。

    2)雷擊桿塔或避雷線(xiàn)強大的雷電流通過(guò)桿塔及接地電阻,使桿塔和避雷線(xiàn)的電位突然升高,桿塔與導線(xiàn)的電位差超過(guò)線(xiàn)路絕緣子閃絡(luò )電壓時(shí)絕緣子發(fā)生閃絡(luò ),導線(xiàn)上出現很高的電壓。這種桿塔電位升高,反過(guò)來(lái)對導線(xiàn)放電,稱(chēng)為反擊。

    另一種是雷擊線(xiàn)路附近地面而引起的,由于電磁感應所引起的,稱(chēng)為感應雷過(guò)電壓。

    3)雷擊輸電線(xiàn)路附近大地   雷擊導線(xiàn)水平距離65m以外的大地時(shí),由于空間電磁場(chǎng)的急劇變化,在導線(xiàn)上感應出的過(guò)電壓,稱(chēng)為感應雷過(guò)電壓。

    感應雷過(guò)電壓的危害

    3-1)引起線(xiàn)路跳閘,影響正常供電                                   

        由于過(guò)電壓引起絕緣子閃絡(luò ),導線(xiàn)對地短路,雷電過(guò)電壓持續時(shí)間短(幾十μs),繼電保護裝置來(lái)不及動(dòng)作,但工頻續流沿放電通道繼續放電,在形成穩定燃燒的電弧后,則繼電保護裝置將使斷路器跳閘,影響正常送電                                                                                          3-2)雷電波侵入變電站                                                  

    導線(xiàn)上形成的雷電過(guò)電壓波,最終將侵入變電站,經(jīng)復雜的折反射后,在電氣設備上出現很高的過(guò)電壓,危及設備絕緣,造成事故。

    輸電線(xiàn)路防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷水平雷擊跳閘率來(lái)衡量。

    耐雷水平:雷擊線(xiàn)路時(shí)線(xiàn)路絕緣不發(fā)生沖擊閃絡(luò )的最大雷電流的幅值,單位為KA。線(xiàn)路的耐雷水平越高,線(xiàn)路絕緣發(fā)生沖擊閃絡(luò )的機會(huì )就越小。

    雷擊跳閘率:100km線(xiàn)路每年有雷擊所引起的跳閘次數。是衡量線(xiàn)路防雷性能的綜合指標。

    線(xiàn)路防雷問(wèn)題是一個(gè)綜合的技術(shù)經(jīng)濟問(wèn)題,在確定線(xiàn)路的具體防雷措施時(shí),應根據線(xiàn)路的電壓等級、負荷性質(zhì)、系統運行方式、雷電活動(dòng)的強弱、地形地貌的特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等條件,特別要結合當地原有線(xiàn)路的運行經(jīng)驗通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較來(lái)確定。

    二、輸電線(xiàn)路的感應雷過(guò)電壓

    1、雷擊線(xiàn)路附近大地,線(xiàn)路上的感應過(guò)電壓
    感應過(guò)電壓的來(lái)源:
      靜電分量:束縛電荷瞬間釋放形成感應雷過(guò)電壓。
      電磁分量:主放電電流產(chǎn)生磁場(chǎng)變化形成感應過(guò)電壓。

    S > 65m時(shí),單導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓為:

    -雷電流幅值KA;-導線(xiàn)懸掛的平均高度m;S-雷擊點(diǎn)距離導線(xiàn)的距離。

                     

    感應過(guò)電壓特點(diǎn):

    1)由于雷擊大地,大地自然接地電阻較大,雷電流幅值一般<100kA,感應過(guò)電壓幅值一般為300-400kV,最大為500kV,故可能引起35kV及以下線(xiàn)路閃絡(luò )事故,對于110kV及以上線(xiàn)路,由于絕緣水平較高,所以一般不會(huì )引起閃絡(luò )事故。                                                                                                                                   

    2)感應過(guò)電壓的極性與雷電流極性相反。.      

    3)三相導線(xiàn)上同時(shí)出現,相間不存在電位差,故只能引起對地閃絡(luò )事故,如果兩相或三相同時(shí)對地進(jìn)行閃絡(luò ),即形成相間閃絡(luò )事故。                                                                                          4)波形較平緩,波頭幾-幾十μs,波長(cháng)幾百μs

    當導線(xiàn)上方掛有避雷線(xiàn)時(shí):由于其屏蔽效應,導線(xiàn)上的感應電荷就會(huì )減少,導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓就會(huì )降低。避雷線(xiàn)的屏蔽作用可用下法求得,設導線(xiàn)和避雷線(xiàn)的對地平均高度分別為,若避雷線(xiàn)不接地,則可求得避雷線(xiàn)和導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓分別可以表示為            

                     

    所以                          

    但是避雷線(xiàn)實(shí)際上是通過(guò)每基桿塔接地的,因此可以設想在避雷線(xiàn)上有一個(gè)電位,以此來(lái)保持避雷線(xiàn)為零電位,由于避雷線(xiàn)與導線(xiàn)的耦合作用,此將在導線(xiàn)上產(chǎn)生耦合電壓,其中K為避雷線(xiàn)和導線(xiàn)的耦合系數。

    這樣,導線(xiàn)上的電位將為

                                  

        上式可以表明,接地避雷線(xiàn)的存在,可使得導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓下降到。耦合系數K越大,則導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓越低。

    2、雷擊線(xiàn)路桿塔時(shí),導線(xiàn)上的感應過(guò)電壓

        

        上式比較適合當S>65m的情況,更近的雷電將因線(xiàn)路的引雷作用而擊于線(xiàn)路。

    雷擊線(xiàn)路桿塔時(shí),由于雷電通道所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的迅速變化,將在導線(xiàn)上感應出與雷電流極性相反的過(guò)電壓。

            ①  無(wú)避雷線(xiàn)時(shí)

                          

            ②  有避雷線(xiàn)時(shí)

                        

    -感應過(guò)電壓系數(),等于雷電流平均陡度(

     

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