输电线路防雷保护（精选11篇）
输电线路防雷保护 篇1
1 输电线路雷害现状
笔者所在公司输电线路基本情况:截止2012年12月底, 在运行35 k V及以上电压等级架空线路共计47回, 长度404.678 km, 其中110 k V线路16回长度182.634 km, 35 k V线3 1回长度2 22.1 34 km。
近几年雷击情况;2012年造成输电线路跳闸原因依次是:外力破坏3次, 占故障总数23%:雷击9次, 占故障总数69.2%:2011年雷击故障7次, 2012年雷击故障9次, 同比增加2次, 增加28.5%:雷击故障是线路跳闸主要原因, 2012年雷击断线2次, 雷击重合不成功4次, 雷击重合成功5次。2012年线路跳闸大部分是雷击造成的:其他原因1次, 占故障总数7.8%。从线路故障统计情况看, 输电线路雷击是造成跳闸的主要原因, 线路防雷工作成为线路运行重要工作。
2 雷击形式、雷击跳闸条件及雷区划分
(1) 雷击线路的形式:线路遭受雷击的形式分直击雷和感应雷两种。直击雷是带电的雷云接近线路时, 雷电流沿空中通道注入雷击点在避雷线、杆塔顶端或导线, 以波的形式前进引起直击雷过电压。感应雷是雷击于线路附近地面时对导线产生静电感应, 在导线上积累大量束缚正电荷, 当雷击大地后, 导线上束缚电荷变成自由电荷在导线流动。由于放电速度快, 所以导线中电流很大。实测证明, 感应雷过电压幅值可达300~400 k V足以使60~80 cm空气间隙击穿, 可使3个X-4.5型悬式绝缘子串闪络。
(2) 路雷击跳闸的条件有两个:一是雷电流必须超过线路的耐雷水平, 引起线路绝缘子串发生冲击闪络, 由于雷电流作用时间只有几十微秒, 断路器来不及动作也不会引起跳闸;二是冲击闪络后, 沿闪络通道通过的工频短路电流, 形成电弧稳定燃烧, 这个时间若超过保护动作时间, 将形成断路器的跳闸。
(3) 雷电易击点和多雷区的划分:因输电线路雷击跳闸具有明显的季节性特点, 春夏较多, 秋冬较少。雷电易击点和多雷区:半山区、丘陵区、大跨越杆塔、土壤电阻率有突变的地方、突出的山顶和山坡的向阳坡。
3 防雷设计目的
输电线路防雷设计的目的, 是提高线路的耐雷性能, 降低雷击跳闸率。输电线路雷害事故主要是雷击杆塔或避雷线造成的反击事故, 感应雷过电压对线路构成的危害较小, 在一些特殊地段还易发生绕击事故, 结合输电线路雷电活动规律、地理条件、气象条件采取针对性的防雷措施, 综合技术、经济等方面考虑, 线路防雷可从四个方面进行:可采用避雷线避雷针, 有条件的可将架空线路改为地下电缆;杆塔和避雷针受雷击后不能使绝缘子发生闪络、击穿为此应改善避雷线及接地引下线接地, 应采用加强线路绝缘, 如采用复合绝缘子;绝缘子受到冲击, 发生闪络也不能转变为两相短路故障, 不能导致线路跳闸, 系统可采用中性点非直接接地方式;可采用主动重合闸, 现条件大多采用双回线路环网供电备自投装置。
4 目前广泛采用的输电线路防雷保护方式有以下几点
(1) 加装避雷线和降低杆塔接地电阻。 (2) 采用中性点经消弧线圈接地, 在雷电活动较强丘陵地区, 为了减小雷击引起多相事故, 也可考虑系统采用中性点经消弧线圈接地。 (3) 加强线路绝缘, 加强线路绝缘可直接降低建弧率, 对降低跳闸率是有利的, 对于新建线路要追加基建投资, 已建成线路受到线路杆塔结构限制不能改动, 因此在满足线路正常运行和过电压要求前提下, 只能在有限范围内加强绝缘。 (4) 变电站进线段保护。一般将变电站进口2 km长一段线路称为进线段, 进行进线段装设避雷线, 保护角不超20°, 减小进线段发生绕击机会。 (5) 线路互相交叉跨越时的保护措施:输电线路相互交叉跨越时, 为保证雷击交叉档不导致交叉点发生闪络, 交叉线路导线间垂直距离应符合设计要求。同杆架设线路, 采用异相序、反相序送电的方式, 减少输电线路受雷击的几率。 (6) 大挡距和特除杆塔保护:高杆塔由于本身高, 易遭受雷击, 且自身电感大, 雷击放电时塔顶电位较高, 易使绝缘闪络。所以避雷线保护角不应大于20°, 接地电阻 (电阻率2000欧米以上) 不宜超过20欧, 对大跨越段, 应增加装设避雷线。 (7) 装设线路自动重合闸装置:线路绝缘子在雷击闪络后, 一般都能在线路跳闸后自动恢复绝缘性能 (复合绝缘子恢复性能最好) , 自动重合闸成功率可达75%~95%, 在中性点直接接地电网中, 多年运行经验:绝大多数雷害是单相闪络, 采用自动重合闸, 可以减小断路器检修工作量, 并提高供电可靠性。
5 实际应用中应注意的问题
输电线路接地装置主要是泄导雷电流, 降低塔顶电位, 保护线路绝缘不致于击穿闪络。接地装置包括接地体和引下线两部分, 它应该是一个自上而下的系统, 包括避雷线、连接金具、杆塔、接地体。在实际工作中我们往往只注重接地体接地电阻的大小, 而忽略了各连接点的接触电阻, 笔者所在单位部分线路架设年份久远, 避雷线及连接金具修饰严重, 导致连接点接触电阻增大, 线路一旦遭受雷击, 雷电流不能快速的导入大地, 造成线路跳闸断线。对于易遭受雷击地段的线路我们要及时更换锈蚀的避雷线和金具, 改进连接方式确保通道畅通。
在查看雷击现场时应注意区分雷击故障是由于什么类型的雷击。要根据具体情况和运行经验去分析, 防止原因不明错误的去采取防范措施比如线路遭受雷击由绕击引起, 却错误的降低接地电阻, 浪费了人力物力, 效果却不理想。
总而言之, 输电线路防雷工作是一项系统工程, 需要多部门配合共同完成。线路运行管理部门要做好线路防雷第一手资料的收集整理, 设计部门要根据具体情况制定切实可行的防雷措施, 相关职能部门要做好协调工作, 加大资金和科技投入, 多部门联动共同做好输电线路防雷工作, 确保线路安全运行。
摘要：输电线路布较广, 纵横交错, 穿山越岭, 遇到的地理条件和气象条件各不相同, 有些处于地形气象条件复杂的山区, 容易遭受雷击, 线路运行的总跳闸次数中, 由雷击引起的跳闸占40%～60%。因此做好输电线路防雷措施是保证电力系统供电可靠性的重要环节。
关键词：输电线路,雷击,防雷措施
输电线路防雷保护 篇2
输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术经济比较，采用合理的防雷方式，
(1) 35kV线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设1～2km的避雷线，同时在雷电活动强烈的地段架设避雷线，或者安装线路金属氧化物避雷器，
(2) 110kV线路应全线架设避雷线，山区应采用双避雷线;但在年平均雷暴日数不超过15日或运行经验证明雷电活动轻微的地区，可不架设避雷线。
(3) 220kV线路应全线架设避雷线，同时应采用双避雷线。
高压输电线路的防雷思考 篇3
关键词：电力系统 高压输电线路 防雷
中图分类号：TM72文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0071-01
1 高压输电线路防雷的重要意义
高压输电线路是电力系统运行的主动脉，起着连接用户与变电站的作用，高压输电线路的运行状态对于供电可靠性与安全性有着直接的影响。一般情况下，高压输电电路都设置在空旷的野外区域，有着纵横交错、走线长的特征，因此，在遇到雷雨天气后，高压输电线路很容易遭到雷击的影响，一旦发生雷击，高压输电线路就会出现保护跳闸，这就会影响整个电力系统的安全运行。
此外，雷击电流也会通过输电线路破坏到供电设备，这就会给电力企业带来绝大的损失，在电力系统之中，高压输电线路对于绝缘性的要求是最高的，第二就是变电所，如果缺乏完善的保护，供电系统运行的可靠性就会遭受到不良的影响。因此，对高压输电线路进行防雷保护不但能够防止线路受到破坏，也会提升系统运行的安全性，降低雷击对于供电系统的危害，因此，做好高压输电线路的防雷保护工作有着重大的现实意义。
在设计防雷措施时，必须要综合分析高压输电电路的运行状态、地形特点、地貌特征以及土壤电阻率等条件，综合各项因素进行选择，降低高压输电线路运行的雷击跳闸率，提升总体的防雷性能。
2 高压输电线路受到雷击的原因分析
2.1 杆塔问题
输电线路水泥杆塔多使用钢筋混凝土接地方式，在雷雨天气，雷电就会通过钢筋传导到地下，这就很容易导致杆塔发生爆裂，特别是在杆塔本身具有裂缝的情况下，爆裂事件的发生率更高。为了降低雷击对于电力系统运行的不良影响，在进行设计时，必须要选择质量过硬的杆塔。
2.2 保护角度问题
如果保护角度过大，也会影响高压输电线路的防雷效果，有关规范中指出，在对220 kV及以上输电线路设置避雷保护措施，需要将保护角度控制在20°以下，但是，由于各种因素的影响，很多高压输电线路保护角度并不理想，这也会增加雷击概率。
2.3 绝缘子的问题
我国的防雷规范对于高压输电线路的绝缘子有确切的规定，严禁在雷击高发区域安装绝缘子，但是，很多设计人员并未考虑到这一问题，这就给高压输电线路的运行埋下安全隐患。
2.4 接地装置的问题
接地装置的降阻与腐蚀也是引起高压输电线路雷击问题的重要诱因，有关调查显示，在很多地区，接地引下线腐蚀情况严重，如果未及时的改善，就会增加高压输电电路的雷击概率。
3 高压输电电路的防雷措施
3.1 科学规划线路走向
大自然的气候环境虽然变化无穷，但是有一些规律能够遵循，在设计防雷计划时，就需要将地势因素、地形因素与具体的工作经验进行有机结合，找出容易遭受雷击的区域，这些区域多为河谷地区、风口位置、峡谷位置、森林、水库。在设计防雷计划时，需要避开这些区域，如果实在难以规避，就应该科学的设置防雷保护措施。
3.2 安装好避雷针
安装避雷针是最常见的防雷措施，但是，如果安装了避雷针就会在一定程度上增加高压输电线路的雷击概率，且避雷针保护范围也相对较小，基于这一因素，在安装避雷针时，必须要综合考虑高压输电线路的实际情况，防止由于感应雷击因素给高压输电线路造成损害。
3.3 设置避雷线或者避雷器
如果在高压输电线路中设置避雷线或者避雷器，那么在发生雷击时，电流就会分别进入地下和相邻杆塔，在电流超过定值时，避雷线和避雷器就可以起到很好的分流效果，与此同时，在分流耦合作用的影响下，导线电位就会得到提升，此时，绝缘子也不会发生闪络，这就可以起到良好的防雷效果。一般情况下，避雷线或者避雷器需要设置在易受到雷击的区域之中，在安装时，还要综合考虑到具体的地形情况、线路运行状况与雷击跳闸情况。
3.4 做好线路绝缘工作
在高压输电线路之中，部分地段为大跨越式高杆塔，此类高压输电线路受到雷击的概率也相对较大，在雷雨天气中，由于大跨越式高杆塔电位较高，因此，感应电压数值也会高于其他的高压输电线路，为了降低跳闸率，可以在适当增加绝缘长度，也可以应用更多的绝缘子片数。
3.5 设置消雷器
消雷器是一种新型防雷装置，这一装备在我国高压输电线路中的应用历史并不长，但是也取得了理想的运行效果，虽然关于消雷器运行理论的研究还不够深入，但是，消雷器在实际的应用过程中确实可以起到理想的防雷作用，其保护范围也远远大于避雷针，因此，也逐渐的被社会大众接受。
3.6 应用新型防雷技术
在电力技术的发展下，也出现了大量的新型防雷措施，主要有几个类型：（1）增加避雷器数量。对于雷电活动频繁或者接地电阻存在困难的区域，可以增加避雷器数量，近些年来，GE公司与AEP公司研发出了一系列新型避雷器，取得了良好的应用效果。（2）降低接地电阻。如果可以有效降低接地电阻，就可以防止杆塔电位的升高，采取该种措施再应用避雷线即可取得理想的防雷效果。（3）设置耦合地线。为了提升高压输电线路的防雷效果，降低线路跳闸发生率，可以设置好耦合地线，特别是在地质环境不好或者接地电阻较大的情况下，设置耦合地线可以很好的分流电流，从而提升高压输电线路的抗雷击能力。
在应用新型防雷技术，需要根据高压输电线路的实际情况进行选择，为此，工作人员必须要做好考察工作，提升防雷技术应用的针对性。举例来说，对于接地电阻较高的杆塔，工作人员在进行实地考察后，就可以灵活采取避雷针、避雷器的防雷措施。同时，在进行防雷改造时，工作人员需要对高压输电线路的电压值与接地电阻值进行分析，在此基础上合理设置避雷器与避雷针，只有坚持针对性的改造原则，才能够有效提升高压输电线路的防雷效果。
4 结语
总而言之，在电力企业的发展与国民经济水平的进步之下，人们对于用电安全性和稳定性的要求也越来越高，高压输电线路的防雷技术也取得了一定的成果，但是，与发达国家相比而言，这些防雷技术还存在一些弊端，在未来阶段下，需要加强对新技术的研究，根据高压输电线路的地理位置与运行情况合理的选择防雷技术，这样才能够有效提升高压输电线路的防雷效果。
参考文献
[1]陈永战.高压输电线路耐雷水平的影响因素和防雷措施分析[J].中国科技投资，2013（Z2）.
[2]谭谈.有关高压输电线路的绝缘配置和防雷保护措施[J].电源技术应用，2013（2）.
架空输电线路防雷保护探讨 篇4
架空输电线路雷击事故的形成要经过以下四个阶段:1)输电线路受到雷电过电压的作用;2)输电线路发生闪络;3)输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;4)线路跳闸,供电中断。
针对雷击事故的四个阶段,输电线路在采取防雷保护措施时要做到以下四点:1)防止雷电直击,防止输电线路不受直击雷。2)防止雷电闪络,防止输电线路受雷后绝缘不发生闪络。3)防止雷电建弧,防止输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。4)防止停电,保证输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
对生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施如下。
1 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,同时还具有以下作用:
1)分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位;2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压;3)对导线的屏蔽作用还可以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,110 kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。
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应做得小一些,一般采用20°～30°。220 kV及330 kV双避雷线线路应做到20°左右,500 kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15°左右。
2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题:1)由于避雷针而导致雷击概率增大。2)保护范围小。由于避雷针的引雷作用,所以雷击次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地过程中,雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。3)反击的危害。当雷电被吸引到针上,将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置,此时针和引线的电压很高,若针对被保护物之间的距离小于安全距离时,会由针及引下线向被保护物发生反击,损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离不小于5 m,针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3 m,针对这一要求,微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范要求的。4)电磁感应问题。在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中,会在周围产生强大的电磁场,它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场,可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电,从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备(通信设备,计算机设备等)的失灵与损坏。受雷击的针及引线,在高频雷电流作用下,将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时,在入地点沿半径各点形成不同的电位,若跨入该区域会产生很高的跨步电压。
3 加强线路绝缘
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔(如:跨河杆塔),这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高,感应过电压大,而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率,可在高杆塔上增加绝缘子串片数,加大大跨越挡导线与地线之间的距离,以加强线路绝缘。在35 kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
4 采用差绝缘方式
此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘,是指同一基杆塔上三相绝缘有差异,下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子,当雷击杆塔或上导线时,由于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿,雷电流经杆塔入地,避免了两相闪络。据计算,采用差绝缘后,线路的耐雷水平可提高24%。
5 采用不平衡绝缘方式
在现代高压及超高压线路上,同杆架设的双回路线路日益增多,对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时,可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率,以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异,这样,雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络,保障了另一回路的连续供电。
6 耦合地埋线
耦合地埋线可起两个作用:1)降低接地电阻,连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1根～2根接地线,并可与下一基塔的杆塔接地装置相连,它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。2)起一部分架空地线的作用,既有避雷线的分流作用,又有避雷线的耦合作用。
7 预放电棒与负角保护针
预放电棒的作用机理是减小导、地线间距,增大耦合系数,降低杆塔分流系数,加大导线、绝缘子串对地电容,改善电压分布;负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针,其目的是改善屏蔽,减小临界击距。预放电棒与负角保护针常一起装设,这一方法曾在广东、贵州等地采用,有一定的效果。制作、安装和运行维护方便,以及经济花费不多是其特点。消雷器是一种新型的直击雷防护装置,在国内已有十余年的应用历史,目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套,运行情况良好。
8 使用接地降阻剂
近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂,取得了较好的降阻效果,据有关资料介绍,降阻剂使用后接地电阻随时间的推移而下降,并且由于其pH值一般均在7.6～8.5之间,有的呈中性略偏碱,对接地体有钝化保护作用,故基本无腐蚀现象。但是,使用较长时间表明接地降阻剂对接地体产生了严重的腐蚀。
9 采用中性点非有效接地方式
在我国35 kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高了线路的耐雷水平。因此,对35 kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔,必须做好接地措施。
总之,影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多,有一定的复杂性,解决线路的雷击问题,要从实际出发,因地制宜,综合治理。在采取防雷改进措施之前,要认真调查分析,充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况,核算线路的耐雷水平,研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等,最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。
摘要：探讨了架空输电线路的防雷保护,简述了架空输电线路雷击事故形成的几个阶段,强调了输电线路在采取防雷保护措施时要做到的问题,介绍了生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施,指出解决线路的雷击问题,要从实际出发,因地制宜,综合治理。
关键词：架空输电线路,雷击事故,防雷措施
参考文献
浅谈高压输电线路的防雷 篇5
【关键词】输电线路；防雷措施；雷击跳闸；耐雷水平
0.前言
云南省西双版纳州的雷电活动频繁，年雷暴日达125d，每年因雷击引起的输电线路跳闸数量占跳闸总数量80%以上，跳闸数量较多，线路遭受雷击后引起的故障多数为瞬时性单相接地，也有少部分为瞬时性相间短路或两相接地短路。220kV黎明变电站配套110kV线路在设计前期阶段，根据走访西双版纳供电局了解到，此区域雷击跳闸率较高，线路在设计中应相应采取防护措施，提高线路耐雷水平，减少跳闸率。
1.雷击故障原因
架空输电线路雷害事故的形成经历以下四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用→输电线路发生闪络→输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压→线路跳闸，供电中断。
针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：
（1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
2.本工程采取的基本防雷措施
2.1安装避雷线
到目前为止沿全线安装避雷线仍然是110kV及以上架空输电线路最重要和最有效的防雷措施，它除了能避免雷电直击导线产生极高的雷电过电压外，还能降低感应过电压提高线路耐雷水平。
2.2降低杆塔接地电阻值
这是提高输电线路耐雷水平和减少反击的主要措施。
2.3加强线路的绝缘水平
增加线路绝缘子片数，改用大爬距绝缘子，增加塔头的空气间距等都能减少线路在雷击时的跳闸率，但这些措施均需要大大增加工程造价，实施起来均有很大的局限性。
2.4采用不平衡绝缘方式
雷击造成同塔双回线路同时跳闸的现象屡见不鲜，这无疑削弱了同塔双回线路的供电可靠率，对同塔双回线路应努力保一回线路供电不中断，最大限度地发挥同塔双回线路的作用，同塔双回线路采用不平衡绝缘方式能提高线路的耐雷和防污水平，能降低双回线路同时跳闸率。
以上介绍的方法均能提高本工程的耐雷水平和降低其雷击跳闸率，下面进行定量分析。
3.工程实例分析
3.1工程简介
220kV黎明变电站配套110kV线路位于云南西双版纳自治州，全长62.251km，共使用杆塔143基，其中单回路116基，双回路27基，导线采用JL/G1A-240/40，地线采用OPGW-80光缆与GJ-80钢绞线，全线沿线80%为中低山地貌。
3.2定量分析
针对上述工程实际参数与采用的防雷措施，定量计算本工程线路的耐雷水平与雷击跳闸率。
（1）地线弧垂fg=7m，地线平均呼高fav=36.7-（2/3）×7=38.03m
（2）导线弧垂fa=12m，地线平均呼高fav=30-（2/3）×12=28m
（3）双地线对边导线的几何耦合系数：
k0=0.317
（4）有电晕下的耦合系数
K=K1*K0=1.25 *.317=.396
（5）杆塔电感
Lt=hm*Lk=42.7*.5=21.35
（6）雷击杆塔时的分流系数：
平地：Ri=7
β=1/（1+18.35/（0.42*400）+（7/（0.42*400））*（2.6/2））=0.860
山地：Ri=15
β=1/（1+18.35/（0.42*400）+（15/（0.42*400））*（2.6/2））=0.816
（7）雷击杆塔时的耐雷水平：
平地：Ri=7
I1=800/（（1-0.346）*0.860*7+（30/36.7-0.346）*0.860*（18.35/2.6）+（1-（31.03/20.80）*.289）*（20.80/2.6））=70.49KA
山地：Ri=15
I1=800/（（1-0.346）*0.816*15+（30/36.7-0.346）*0.816*（18.35/2.6）+（1-（31.03/20.80）*.289）*（20.80/2.6））=52.39KA
（8）雷电流超过I1的概率：
平地：P1=15.812%，山地：P1=25.39%
（9）绕击率
平地：Pa=0.013%，山地：Pa=0.045%
（10）雷绕击于导线时的耐雷水平
I2=8.00（KA）
（11）雷电流超过I2的概率
P=81.113%
（12）建弧率
E=54.37，n=0.761
（13）跳闸率
平地：n=0.25次/100km.40雷暴日.年
山地：n=0.43次/100km.40雷暴日.年
（14）折算本工程跳闸率
Nn=（跳闸率*本线路雷暴日*线路长度）/（规程雷暴日（40）*100）
平地：Nn=（0.25*125*65）/（40*100）=0.508次/年
山地：Nn=（0.43*125*65）/（40*100）=0.873次/年
按地形比例折算：平地 20%，山地 80%
N=0.508*20%+0.873*80%=0.8次/年
以上计算结果满足相关规范要求也和线路运行情况相符合。
4.小结
通过对工程实例的定性分析及线路一年多来的运行情况，本工程在设计过程中采取的防雷措施是有效、可靠的。但是以上防雷技术的合理设计仅仅是降低雷击的跳闸率，由于雷电是自然现象，很难掌握其规律性，只能根据已有线路的运行情况，采用新的技术对其进行预测，做好防控工作，尽量降低跳闸次数。
我国当前的防雷技术还不够成熟，如何有效的降低或是消除雷电事故，仍需要继续探索，并不断的总结经验教训，使输电线路防雷技术更加完善。
【参考文献】
[1]电力工程高压送电线路设计手册（第二版）.
[2]交流电气装置的过电压保护和绝缘配合.
浅谈输电线路的防雷保护措施 篇6
关键词：架空输电线路,防雷
漫长的输电线路常穿过平原、山区, 跨过江河湖泊, 延伸到地理条件和气象条件各不相同的地区, 所以遭受雷击的机会就多, 为使输电线路能可靠工作, 要求输电线路有好的防雷性能, 现讨论输电线路防雷常用技术保护措施。
1 架设避雷线
这是高压和超高压输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施根据《规程》及《标准》规定:330k V~500k V线路应沿全线架设双避雷线;220k V线路应沿全线架设避雷线;在山区宜架设双避雷线, 但少雷区除;1 1 0 k V线路一般沿全线架设避雷线;60k V线路, 负荷重要且所经地区年平均雷暴日为30以上的地区宜全线架设避雷线。
综上所述, 架设避雷线的作用是以下几点。
(1) 引雷作用。
架设避雷线后, 由于避雷线对雷云电场的畸变作用, 使雷基本上只击于避雷线而不击于导线, 这就是避雷线的引雷作用, 也是避雷线的主要作用。
(2) 屏蔽作用。
当导线上主挂有避雷线时, 由于避雷线的屏蔽效应, 使导线上的感应过电压降低, 导致作用于线路绝缘上的电压降低, 从而使线路的耐压水平提高, 跳闸率降低。
(3) 分流作用。
当雷击杆塔时, 对有避雷线的线路, 雷电流并不是全部经过该杆塔入地, 而是从杆塔两侧的避雷线分流掉一部分, 导致塔顶电位降低, 这样作用于线路绝缘上的电压也就随之降低, 从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。
(4) 耦合作用。
当避雷线上有过电压运动时, 导线上即出现耦合电压, 避雷线与导线间的这种耦合效应也能降低线路绝缘上的电压, 从而使线路的耐雷水平提高, 跳闸率降低。
高压输电线路的避雷线通常是直接接地地, 而超高压输电线路的避雷线是经小间隙接地。
2 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻通常是提高线路耐雷性能最经济的方法, 我国《规程》规定, 有避雷线的线路, 每基杆塔 (不连避雷线) 的工频接地电阻, 在雷季干燥时, 不宜超过规定值, 在土壤电阻率低的地区, 应充分利用杆塔的自然接地电阻, 在土壤电阻率高的地区, 降低接地电阻较困难时, 可采用多根放射性接地体或连续伸长接地体, 或长效化学降阻剂。
处于雷电活动剧烈、接地电阻又难以降低的地区的110k V~154k V电网, 也可考虑采用中性点经消弧线圈的接地方式, 这样, 绝大多数由雷击引起的单相接地故障可被消弧线圈所消除, 即使雷击引起一相导线单相接地也不会引起跳闸, 而且对地闪烙后的第一相导线相当于接地, 增大了耦合作用, 使未闪络相绝缘子串的电压下降, 从而提高耐雷水平, 减少相间闪络概率。经验证明, 改用这种接地方式可使雷击跳闸率约降低1/3左右, 当然对上述电网是否采用这种接地方式时, 还应考虑其他因素。
3 装设自动重合闸
由于雷击造成的闪络大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能, 所以重合闸成功率较高, 运行经验表明, 我国110k V及以上的线路重合闸功率为75%~95%, 35k V及以下线路约为50%~80%, 因此各级电压的线路都应尽量装设自动重合闸。
4 特殊条件下线路的防雷措施
4.1 架设耦合地线
在高土壤电阻率地区, 当线路跳闸事故频繁, 而又难以降低杆塔接地电阻时, 除可改架或补架避雷线外, 还可以采用架设耦合地线的措施。即在导线下面回设一根或几根接地线。耦合地线的作用是增大耦合系数;增大向杆塔两侧的分流 (据华东地区实测, 分流效果约为12%~22%) , 从而可提高线路的耐雷水平, 降低雷击跳闸率。运行经验证明。耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。
4.2 雷电易击区的防雷措施
在某些山区风口处, 顺风的河谷峡地带, 易形成热雷云的湖湿盒地等, 往往形成所谓“雷暴走廊”, 某些地质断层地带, 岩石与土壤或山坡与稻田的交界地区, 岩石山下有小河山谷等处, 土壤电阻率发生突变, 雷电往往易击于低土壤电阻率处;某些突出的山顶、山坡的向阳面, 以及地下有导电性矿藏或地下水位较高的地在, 局部雷电活动往往非常频繁。对于这些雷电易击区, 在进行线路设计时, 应当尽可能避开;当无法避开时, 应特别加强防雷保护, 除尽量采用降低接地电阻, 加装耦合地线等措施处, 有时可补架成双避雷线。例如:广东某220k V线路加V形避雷线支架, 补架成双避雷线。多年来, 雷击跳闸率大为降低。
4.3 大跨越档及交叉线路的防雷防护
当线路跨越江河、峡谷时, 大跨越档的杆塔高度均相应增大, 线路易受雷击, 使其耐雷性能降低, 这是因为高杆塔的避雷线对导线的遮敝效果较差, 易于发生雷绕击于导线, 作用于习线上的感应过电压几乎随杆塔高度成正比增加。由上述感应过电压增加, 作用于线路绝缘上的电压增大, 易引起闪络。因此对大跨越档应采用特殊措施进行保护。主要措施有:降低杆塔接地电阻:当有避雷线时, 杆塔的接地电阻值不应超过规定数值的50%, 当土壤电阻率大于2000Ω时, 电阻值也不宜超过20Ω;减小保护角:考虑到杆塔绕击率增大, 因此, 避雷线对边导线的保护角不应大于20Ω;加强绝缘:由上述, 高杆塔的等值电感增大, 感应过电压增主, 绕击率也随之增大, 导致线路耐雷性能下降。为提高线路的耐雷性能, 可宜适当增国绝缘子片数。我国《规程》规定, 全高超过40m的有避雷线的杆塔, 每增加10m, 应增加一片绝缘子;全高超过100m的杆塔, 绝缘子片量应结合运行经验, 通过雷电过电压的计算确定;装设管型避雷器;对新建或现有无避雷线的大跨越档, 应装设管型避雷器或保护间隙, 同时新建线路的绝缘子片数应比相同电压等级的一般线路的绝缘片数增加一片。
电闪雷鸣是一种常见的自然现象, 雷电电压高达数百万伏, 瞬间电流可高达数十万安培, 造成很大的损失。架空输电线路雷害事故引起的跳闸, 不但影响电力系统的正常供电, 增加架空输电线路及开关设备的维修工作量, 而且由于输电线路上落雷, 雷电波还会沿线路侵入变电所。而在电力系统中, 线路的绝缘最强, 变电所次之, 发电机最弱, 若发电厂、变电所的设备保护不完善, 往往会引起其设备绝缘破坏影响安全供电。由此可见, 架空输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电量损失的关键。做好架空输电线路的防雷设计, 不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性, 而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。
参考文献
[1]电力设备过电压保护设计技术规程.水利电利部[M].水利电力出版社.
[2]李瑞祥.高压输电线路设计基础[M].西北电业职工大学水利电力出版社出版.1994, 6.
输电线路运行现状及防雷保护研究 篇7
1 我国输电线路的运行状况
改革开放激发了我国巨大的发展潜力, 各大领域都得到很大程度的发展。以电力产业为例, 其供电规模和辐射区域都得到了极大的扩展, 然而其中仍旧存在不少的细节性问题需要我们注意。以防雷系统为例, 还存在以下几点的不足之处:
1.1 缺乏完善的防雷系统
目前, 我国大部分地区的输电线路是处于裸露状态, 然而雷电所谓一项难以预测的自然灾害, 对输电线路的影响也是所有灾害中最为严重的一种。除此之外, 电力企业在雷电的防护上也存在一定的偏重, 仅仅在110k V及以上等级线路的直击雷防护工作方面比较成熟。而其他诸如反击和绕击等问题防护上还存在许多不足, 仅仅是依靠经验来进行处理, 这也使得这部分往往是问题和故障的多发期, 对整个输电线路的稳定和有效运行造成了不少负面的影响。
1.2 不合理的防雷规划
我国的经济存在区域化发展不平衡的问题, 这也使得区域之间的差异越来越大, 表现在电力系统中的差异就是偏远地区的输电线路规划、防护以及维修等工作不到位。例如:输电线路的设置过于理想化, 并不符合实际的使用要求;没有对区域输电等级的差异性进行考虑。
1.3 没有对防雷设施进行良好的管理
防雷设施除了需要安置之外, 还需要进行必要的管理及其维护, 然而, 不少地区的电力管理人员没有引起足够的重视, 导致防雷设施的真正功效没有得到发挥。其一是因为没有对避雷器安装地点进行合理的规划, 部分不合规的操作导致器件的绝缘指标不达标, 以及没有进行雷雨天气的设备测试等问题, 导致实际情况下防雷设施没有发挥作用。其二杆塔的接地改造不及时, 导致线路的接地效果和防雷水平都难以符合要求。其三是在输电线路的电闸装置更新上很多电力公司都还未引起重视, 虽然己经有部分地区己经逐步实现了设备的感应化和智能化的发展, 给与防雷工作降低了很多要求, 但是针对还没有实现这一发展的地区, 在其防雷工作上还需要依靠人工来进行, 在整个防雷系统上就存在很大问题。
2 输电线路防雷保护的具体措施
2.1 防雷工作规章要全面
制度的规范才能指导具体工作得到开展, 保障各区域之间的平衡。首先要根据具体的情况进行分析, 按照不同的线路等级制定合适的措施去进行防雷。然后, 需要根据以往雷击发生的频率和危害程度进行归纳和分析, 以数据分析的结果指导防雷标准的制定, 对必要的区域可以采用加设单根避雷线的措施减轻灾害影响。
2.2 防雷技术要进行深化改革
目前的防雷技术还不足达到所需要的水平, 因此, 相关的技术部门还需要强化对防雷技术的研究和开发, 可以有目标的结合智能技术, 对防雷检测系统进行有效的改造, 确保防雷目标可以尽快的实现。针对具体的工作情况, 必须要能够配备合理的接地方式和绝缘方法, 我国目前较为先进的中性点非有效接地和不平衡绝缘方式是使用较多的方法, 要能够将这种方法应用到大范围的防雷建设区域中去。
2.3 输电线路的防护管理工作必须加强
工作人员需要随身携带感应仪器, 对自身的安全进行保障得到基础上实施工作。因为防雷设施的运行检测必须在雷电较多的季节进行, 确保防雷措施得到了有效的激活。
值得注意的是, 在雷电袭击的维护工作也需要尽快加紧维修, 同时也要对跳闸情严重的区域进行特别关注, 对两个线路进行分别处理, 在一回线路不变的情况下对另一回线路的绝缘子数量进行增加, 确保整个输电线路供电安全且可靠。
3 结束语
从实际情况来看, 我国的输电线路运行情况并不十分乐观, 除了因为配电网架构上的不合理之外, 更多需要面对的是构建完善防雷保护措施所面对的困难。因为雷电袭击所造成的损害十分大, 而且会产生连锁性的反映, 加上由于部分事故地点处于偏远地区, 维修不及时所造成的居民生活困难也十分严重。因此, 我国输电线路事业发展的首先要从保障输电线路规划和架构建设为切入点, 配合良好的防雷保护和维修机制, 从而实现电力系统能够安全高效的运行。
参考文献
[1]周鑫.输电线路运行现状与防雷保护措施[J].中国新技术新产品, 2013 (12) :248.
[2]黄成辉.我国输电线路运行现状及防雷保护[J].通讯世界, 2013 (09) :100-101.
输电线路防雷保护 篇8
一35kv输电线路对避雷器的选择以及安装方法
要想使得输电线路避免雷击, 就要选好避雷器, 对避雷器的选择是非常重要的, 要根据35kv输电线路的特点进行对避雷器的选择。避雷器分两种类型, 一种类型是无串联间隙的, 另一种是串联间隙的。那么对于35kv输电线路避雷器该怎么选择呢, 首先我们要知道避雷器是安在哪的, 避雷器通常都是安装在输电线的导线上的, 只有安装在导线上, 才能有效的防止雷电的破坏, 既然安在导线上, 那么需要的避雷器就需要体积小且轻便的避雷器。串联间隙避雷器的体积比较大, 也不是很轻便, 所以35kv输电线要选择无串联间隙避雷器。避雷器的安装上有两种方式, 一种是直接安装在避雷线的导线上, 另一种是安装在避雷线的导线横杆上, 在35kv输电线避雷器的安装上要根据线路的情况进行选择, 如果周围有架连接地面的线并且有横杆, 这种情况下选择竖直式连接方法, 直接将避雷器安装在横杆上, 这样可以确保避雷器发挥避雷的效果。
二雷击是如何造成输电线路损坏的
打雷的时候会产生大气过电压, 此过电压危害非常大, 这种电压通常以两种形式对输电线路造成危害, 一种是直接由雷击, 击打到电线、电线杆和避雷器上, 这种直接击打的叫做直接过电压;由于打的雷过大, 雷电产生的能量过多, 击打到输电线路附近的地面, 而使输电线路的三相导线受到强烈的刺激, 而产生高压现象, 这种方式叫做感应雷电压。直接雷击电压是破坏暂态保护, 而感应雷电压是对暂态保护进行干扰, 通常情况下, 雷电的感应电压, 对其他物体雷击使得产生高频率的电压, 这样的危害要大于直接雷电压。雷电的感应雷电压, 属于地闪现象, 雷电直接击打到地上, 造成了变电所内的电闸因高电压而跳闸, 产生了停电现象, 一到雷雨天气, 电力方面的问题就会给人们的生活带来很多的不便。我国的35kv输电线路的避雷设施都是埋在地上的, 这样使得发生地闪的时候, 雷击到地上产生数百安, 但是由于电磁波的效应, 热力效应以及机械效应等一系列效应的共同运作, 导致感应电压高达数百伏, 这时候在感应到三相导线的电压是非常大的, 正常的输电线路无法承受, 因而造成了输电线路的损坏, 造成相应的变电设备损害, 甚至造成变电所产生火灾, 造成人员伤亡。我们不可忽视大自然的力量。
三35kv输电线路该如何进行对雷电的预防工作
杆塔除了具有架接电线的功能, 也为输电线路的避雷工作做着贡献。我们通常的35kv输电线路在架杆塔的时候, 一般都是没有避雷线保护, 并且输电线路完全的暴露在雷电环境中, 杆塔上绝缘子串的设计也不够标准, 防雷击的水平非常的低, 这是一种防雷缺陷之一。所以在进行35kv输电线路防雷的时候, 要适当的增加杆塔的绝缘子串数, 增加了绝缘子串数可以在很大程度上增加放电电压的功能, 有效的提高了耐雷击打水平。在35kv输电线路的杆塔中, 绝缘子串数的抗雷击能力弱, 所以要相对的降低杆塔的接地电阻从而提高绝缘子串数的抗雷能力, 但是现实中的土壤电阻很大, 所以这种方式并没有特别好的效果。但是在一定程度上也减小了雷电对输电线的电击, 降低杆塔的接地电阻常用的有几种方法, 将杆塔埋深一些, 使得接地装置深入到地底或者把接地电极的数量增多也可以;也可以将接地的线路尽可能的往外延而达到接地电阻的增加;由于有的土壤的电阻非常大, 大于接地线的电阻, 所以在选择埋杆塔的时候, 可以测一下土壤的电阻, 然后选择土壤电阻低的地方进行埋杆塔, 这样就可以有效的控制接地线的电阻了。如果当地经常出现大雷, 环境不好, 可以选择使用避雷器的安装, 避雷器的安装在很大程度上可以减少雷电击打所造成的输电线路的损坏。可以选择在杆塔的顶部加避雷针, 将避雷针的线接地, 并延长在地里的长度, 这样可以把雷引到较远的地方, 避免因地闪造成的雷电感应电压, 对输电线路的损坏。在雷击线路时会有出现绕击线路情况发生, 为了避免这一现象的发生, 可以在杆塔的两端建立屏蔽针, 屏蔽针一般在两米半起的效果是最好的, 这样不仅可以防止雷电绕击线路的发生, 在很大程度上, 对避雷也起着一定的作用, 可以协助避雷针共同避雷, 达到了对输电线路双重的保障。如果雷电出现频繁且雷击作用大的地方, 可以在杆塔顶安装消雷器, 再在杆塔两侧安装避雷针, 避雷针的线路要接地, 把避雷针引来的雷电产生的高电压传入到地网上, 这样对于杆塔周围的输电设备进行保护, 防止雷电造成的损坏。
四结束语
雷电对我们的生活造成的影响是不可忽视的, 对人体造成的伤害是值得重视的, 尤其是对于电网的危害, 相关部门应该加大预防措施, 防止雷电的电击对输电线路的影响, 防止停电给生活带来的不便, 雷电对电网的影响降低了, 因雷击电线而造成的人体触电事故就会减小。为了我们的生活更加美好, 要重视雷电的危害。
摘要：现在电网发生雷击的现象很多, 有的雷击现象不仅对电网造成影响, 甚至危害了人的生命, 因雷击电线出现意外事故的事情每年都有发生。所以相关部门对于输电线路的防雷设施更加重视, 现在多数的线路电压都是35kv, 这样低的电压更容易遭到雷击, 所以必须对35kv的输电线路做好防雷措施, 以免因雷电的击打发生不必要的影响, 造成不必要的伤害。
关键词：35kv输电线路,防雷,保护措施
参考文献
[1]魏玉东.35kV输电线路防雷措施的研究[J].科技创新导报.2008 (21) .
[2]周广方.唐立华.陈颖.配电线路防雷措施简介[J].科技创新导报.2010 (21) .
输电线路防雷保护 篇9
关键词：输电线路,运行问题,防雷保护
电力事业的发展是我国国民经济发展的重要保障, 必须十分重视电力基础设施建设, 维护输电线路的正常运行。输电线路通常都是在户外进行架设, 并且很多地段的地势较高, 极易受到外界因素的影响, 特别是雷电的危害, 给电力事业发展造成极大的阻碍。因此, 要在充分了解输电线路运行现状的基础上, 对输电线路的维护和防雷保护工作进行加强。
1 输电线路的运行现状
我国的电力事业发展十分迅速, 输电建设工程数量在不断的增加, 大量的输电线路为我国的工业生产和居民生活提供了重要的电力支撑。必须对我国输电线路进行有效的管理和保护, 减少输电线路故障和自然灾害对其的损害, 维护输电线路的稳定运行。我国输电线路建设涉及不同的类型, 为了更好的为经济发展服务, 提高供电网络的稳定性, 我国输电线路建设正在朝着大容量和节能环保方向发展[1]。基于此, 我国的输电线路在建设时要满足高电压输送的需求, 输电导线必须采取大截面的导线材料, 增加输电线路的输电容量。
2 我国输电线路的运行问题
2.1 输电线路的故障类型
我国高压输电线路十分众多, 并且经过不同的气候和地形, 极易发生故障, 主要的故障类型有输电线路短路故障、单相接地故障、线路导线故障等。输电线路短路故障是指在外力的作用之下, 输电线路或者导体设备被击穿, 使整个输电线路中出现短路的现象。当输电电压超过110KV时, 输电线路的导线将会出现断路或者断裂的现象, 如果找不到明显的断裂点, 输电线路中的电弧将明显的增加, 导线温度将急剧上升, 从而引起火灾甚至是爆炸事故, 对人民群众的生命财产安全造成严重的威胁[2]。
输电线路之中最常见的故障是单相接地, 当高压输电线路处于极其恶劣的环境之中时, 比如雨水或者是潮湿的天气, 就十分容易发生单相接地的故障, 影响输电线路的正常运行。高压系统的中性点超过110KV接地之后, 输电线路中的相电压就会转变为零, 电压跨度会被不断的增大, 输电线路长期处于这种大跨度的电压之下, 极易对输电设备造成损坏。
2.2 输电线路故障的主要原因
我国输电线路众多, 经过不同的区域和气候, 输电线路建设使用的原材料也存在很大的差别, 加上管理技术和水平有限, 使得输电线路极易受到外界因素的干扰, 造成输电线路故障。输电线路故障的主要原因可以分为自然原因和人为原因, 自然原因主要包括雨雪、雷电等气候条件的影响, 人为原因主要是外力对输电线路的破坏。当大雨或者大雪的情况出现时, 由于天气温度的影响, 会对输电线路造成很大压力, 特别是大雪容易冻在高压电线的表面, 使输电导线发生断裂。雷电也是输电线路故障的主要原因之一, 输电线路遭受到雷电的袭击之后, 很容易使输电线路造成瘫痪, 影响正常的电路运行[3]。输电线路故障的人为因素主要有电缆等基础设施的失窃, 垃圾等物体缠绕在电线之上造成的线路跳闸短路, 火灾对输电线路造成的破坏等。
2.3 输电线路安全运行的防范措施
为了维护输电线路的安全运行, 要对输电线路故障采取有效的措施进行防范。首先要对输电线路进行防雷保护, 通过防雷技术的应用, 避免雷击对输电线路造成的损害, 维持输电线路的安全运行。其次, 要加大对输电线路的相关法律宣传, 在输电线路周围设置警示牌, 使群众认识到输电线路的重要性, 也使其了解盗取输电线路基础设施是违法的行为, 要承担相应的法律责任[4]。最后, 要加强对输电线路的检查与保护, 定期对输电线路进行巡视, 及时发现输电线路中存在的问题, 及时解决。提高相关工作人员的技术水平, 避免由于操作故障对输电线路造成损害, 影响输电线路供电稳定性。
3 输电线路的防雷保护
3.1 防雷保护工作中存在的问题
防雷保护是输电线路建设中的重点内容, 对维持电力输送的稳定具有十分积极的作用。但现行的输电线路防雷保护工作中存在一定的问题, 影响了防雷保护的效果。首先, 缺少对防雷保护工作的重视。虽然在输电线路的建设过程中会安装一些防雷装置, 但是由于没有对防雷保护的重视, 装置的安装只是在例行公事, 而没有进行合理的规划[5]。防雷保护装置没有根据当地的实际情况进行设置, 数量和位置都存在很多不合理的现象, 一些地区的保护力度不足, 一些地区又造成了资源的浪费。
其次, 缺乏对防雷设施的有效管理。输电线路的防雷保护装置并不是安装之后就可以, 而是需要进行不断的管理和维护, 但是由于缺乏合理的规划, 设施安装的地点不合理会对设施造成损坏。在雷击比较频繁的时间段, 对杆塔地基的改造不够及时, 不能达到很好的防雷效果。
3.2 加强对输电线路的防雷保护
针对输电线路的防雷保护工作现状, 必须对防雷保护工作进行科学合理的规划, 制定详细的输电线路防雷保护计划, 根据不同区域的具体情况进行防雷保护工作的具体实施。加强对防雷保护基础设施的管理, 确保防雷设备的有效性, 提高输电线路防雷保护的效果。
输电线路的防雷保护的具体措施有很多, 其中应用最广的是架设避雷线, 这也是最基础的防雷保护措施。避雷线的架设可以有效防止直击雷对输电线路的破坏, 对杆塔顶端的雷电流进行分流疏导, 并对导线起到屏蔽绝缘的作用, 减少导线之间的感应过电压。在实际架设的过程中, 可以根据地形、气候等影响因素架设双避雷针或避雷线, 减小保护角, 提升输电线路的防雷效果。
结束语
输电线路建设是电力行业发展的重要基础, 必须加强对输电线路的防范和防雷保护, 提高输电线路的稳定性。本文在输电线路运行现状的基础上, 对输电线路运行问题和防雷保护工作进行了简要分析, 输电线路故障的影响因素很多, 需要采取有效措施防范输电线路故障的产生, 加强输电线路的防雷保护工作, 保障输电线路的持久、稳定运行。
参考文献
[1]易辉, 崔江流.我国输电线路运行现状及防雷保护[J].高电压技术, 2011, 6 (18) :44-45.
[2]王婷婷.超/特高压输电线路雷电屏蔽性能方法研究[D].重庆:重庆大学, 2013.
[3]张翠霞, 葛栋, 殷禹.直流输电系统的防雷保护[J].高电压技术, 2012, 10 (11) :2070-2074.
[4]陈家宏, 钱之银, 谷山强.输电线路差异化防雷技术与策略[J].高电压技术, 2011, 12 (5) :2891-2902.
输电线路防雷保护 篇10
摘 要：随着社会经济的不断发展，电力行业也发展迅速，电力应用范围的广泛，应运而生了很多的架空输电线路，这些输电线路满足了电力的传输功能，但是容易受到雷击的影响，对供电企业造成极大的困扰，本文针对架空输电线路有效防雷措施进行相关探讨。
关键词：输电;线路;架空;防雷;安全
1 架空输电线路的现状
在输变电过程中架空输电线路是一个重要的环节，并且在架空输电线路的分布中，大多分布在旷野上，这就使得输电线路暴露在自然环境当中，一旦在雷雨天气中就容易遭受雷击，在电力系统的供电稳定中，输电线路防雷是一项重要的工作，所以为了保证输电线路的稳定、安全的输电工作，必须对输电线路的防雷设计提起充分的重视，提高输电线路的抗雷击性能。
在输电线路中，架空输电线路能够将电能分散运送到不同地区，满足工业和生活的需求，另外输电线路连接了不同区域的发电站、变电站以及电力用户，从而形成了一个完善的电力交换网络，这种多级的交换网络中造成输电线路跳闸等问题的原因有很多，其中雷击是众多原因中的一项重要影响因素。
在输电线路运行中，雷击会直接影响输电线路运行的安全性和稳定性，对输电线路的危害主要分为几方面：雷击电流通过线路导体，这种情况下由于雷电的瞬时作用就会造成电流瞬间加大从而产生大量的热能，热能的骤然加大就造成输电线路的负担加大，输电线路本身有一个自身的承受范围，一旦超出了这个范围就会造成输电电路的避雷线的损坏或者断股等问题，输电线路出现故障就影响了整个供电系统的运行，除此之外，雷击电流对地的放电形式也会造成大地的瞬时电压增大产生过电压的现象，这种现象就会造成附近导线受到影响，甚至发生闪络、击穿等问题，造成输电线路的运行出现问题，影响了输电系统的正常供电。
2 架空输电线路防雷措施
2.1 接地 在防雷工作中，一个重要的措施和系统就是接地系统，对于输电线路的防雷工作来说也是如此，做好输电线路防雷工作的首要内容就是做好接地措施，输电线路的良好接地装置能够保证在雷击的时候将瞬时雷击产生的巨大电流引入地下，避免线路承受过多的电流和热量，从而保证线路的正常运行，确保了输电线路不出现跳闸等现象，除了接地工作之外，在输电线路处架设避雷线、避雷针等也是一种有效简单的防雷措施，这种措施能够避免雷电对输电线路的直击，这种设备的应用能够有效的防治过电压对电缆绝缘性的破坏，一旦雷电击中避雷针、避雷线等设备后，雷电将不经过输电线路，雷电流直接经过避雷针避雷线流入大地，从而保障输电线路的运行安全。
2.2 避雷器 避雷器设置在输电线路上，避雷器的作用顾名思义，当雷电击中输电线路之后，避雷器将对雷电的瞬时大电流进行有效的转移，防止了单一输电线路的承受电流瞬间增大造成的故障，分流动作将部分电流转移到相邻杆塔，从而减轻了输电线路的负担，另外避雷器还可以将电流引入地下，从而避免遭受雷电冲击波的影响，当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备得到保护。
2.3 架设避雷线 架空输电线路中架设避雷线对于防雷来说是一个非常有效的措施，能够对输电线路的雷击现象有效的防止，发挥出输电线路本身的屏蔽作用，当雷击中输电线路中的避雷线时，避雷线能够降低输电线路的感应电压，从而避免了输电线路的压力瞬时增大，提高了输电线路的安全性，通常情况下，输电线路的电压越高，通过架设避雷线防止雷击跳闸的效果越好，通过合理控制保护角，可发挥良好的避雷效果。
2.4 降低杆塔接地电阻 塔杆接地电阻的降低对于防雷来说直接而有效，当塔杆接地电阻较大时，输电线路一旦发生雷击现象就会造成塔杆顶部高电位的发生，这种高电位的问题就会造成雷电反击现象，这种情况的预防和解决措施就是对土壤电阻率进行相关改造，一般对于土壤电阻率较低的岩石、高山等地区，要充分接地，避免这种现象的发生。
2.5 提高输电线路绝缘水平 提高输电线路的绝缘水平的一个重要因素就是供电线路绝缘子的选择，在绝缘子选择中要注重选择绝缘水平较高的，重点考虑新技术应用的绝缘子，绝缘子在安装完成之后不能置之不理，必须对绝缘子后期的检修、维护以及更换工作提高重视，只有绝缘子随时保持良好状态才能够保证其绝缘可靠性。目前来说，常用的绝缘子是一种通过有机合成的材料，这种绝缘子相较于传统的陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子来说性能要差，但是它具有一项非常有效的特性就是不击穿结构，这种结构的特点就是能够在出现雷击放电的情况下有效的防止不可逆现象的出现，这就保证了线路的绝缘优势，在绝缘子的维护上必须及时进行检测和有效的管理，一旦出现问题及时更换，对于一些雷击较为频繁的地区要注意输电线路的绝缘配合加强，提高耐雷水平，从而保证架空输电线路的安全运行。
在雷击频繁的区域可以采用普通型绝缘子，但是必须要保证的是绝缘子的耐雷水平要符合当地的耐雷水平要求，并且对于雷击塔杆的安装也要根据不同地区的雷电活动情况和土壤电阻率进行有效的控制。
2.6 安装自动重合闸及保护装置 自动重合闸保护装置也是防雷装置中常用的一种，在防雷设计中安全自动重合闸保护装置能够在输电线路遭受雷击的时候自动跳闸，自动合闸能够保证在雷电闪络之后自动进行重合，快速恢复输电线路的绝缘性能。因此在架空输电线路上安装自动重合闸保护装置，可以有效降低输电线路发生雷击故障，缩短雷击跳闸故障时间，提高输电线路的安全性和稳定性。长线路处于非全相运行时候，线路的重合闸耗电量可达到常负荷电流的百分之四十。
3 结语
架空输電线路的防雷工作在电力综合工作中极为重要，首先我们必须保证供电线路的正常稳定的运行，其次根据具体情况设定防雷措施，不断的总结防雷经验，吸收先进防雷理念，引进防雷设备，最终保障输电线路的安全稳定。
参考文献：
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[2]白云鹏.架空输电线路防雷问题探讨[J].华章，2012（22）：286.
[3]何斌.提高架空输电线路防雷水平措施探讨[J].民营科技，2012（12）：225.
输电线路防雷保护 篇11
1 雷击过电压的2种主要形式及易击区
由大气中的雷云对输电线路放电引起的过电压称为雷电过电压, 根据雷击过电压形成的物理过程, 输电线路的雷电过电压可分为感应雷过电压和直击雷过电压2种形式。
1.1 感应雷过电压
当雷击输电线路附近大地或杆塔时, 由电磁感应在导线上产生的过电压即被称为感应雷过电压。一般感应过电压只对35 k V及以下的线路产生威胁, 因此在本文中不多作考虑。
1.2 直击雷过电压
当雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的过电压被称为直击雷过电压。直击雷过电压又分为3种情况: (1) 雷击线路杆塔或避雷线时, 雷电流通过杆塔和杆塔接地电阻使塔顶对地电位大幅升高。当塔顶电位与导线上电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时, 将发生由塔顶至导线的闪络。因为杆塔或避雷线的电位 (绝对值) 高于导线, 故通常称为反击雷。 (2) 雷电直接击中无避雷线的导线或绕过避雷线 (屏蔽失败) 而击中导线, 直接在导线上引起过电压, 通常称之为绕击雷。 (3) 雷击避雷线档距中间, 这种情况极少出现, 而且反击和绕击雷过电压对高压输电线路的危害最大, 因此高压输电线路的防雷保护主要是针对反击和绕击。统计表明, 110 k V线路的雷击跳闸主要是由反击造成, 220 k V线路雷击跳闸反击和绕击均有, 而且机率一样, 500 k V的雷击跳闸一般是由绕击造成。
1.3 输电线路易击区
大量运行经验表明, 高压输电线路遭受雷击往往集中在线路的某些地段, 这些地段在防雷保护中通常被称为“易击区”。实践表明, 下列地段易遭受雷击: (1) 雷暴走廊, 如山区风口以及顺风的河谷和峡谷等处; (2) 四周是山丘的潮湿盆地; (3) 地下有导电性矿的地面和地下水位较高处; (4) 土壤电阻率有突变的地带; (5) 当土壤电阻率差别不大时, 雷易击于突出的山顶、山的向阳坡等。
高压输电线路应尽量避开易击区, 如若必须穿越易击区, 应在易击区线段加强防雷保护, 以防雷击跳闸事故发生[1]。
2 高压输电线路的防雷保护措施
2.1 衡量防雷保护性能优劣的2个指标
线路雷击跳闸率和线路的耐雷水平是衡量高压输电线路防雷性能优劣的2个重要指标。雷击跳闸率是假定在每年40个雷电日的情况下, 每百公里线路每年因雷害而可能跳闸的次数。雷电对线路放电引起绝缘子闪络时的雷电流临界值称为线路的耐雷水平。
高压输电线路的耐雷水平越高, 雷击跳闸率就会越低, 线路的防雷水平也越好。所以如何提高线路的耐雷水平、降低雷击跳闸率是高压输电线路防雷保护的2个重要方面。
2.2 现有的高压输电线路防雷保护措施
(1) 架设避雷线并减小避雷线对导线的保护角。架设避雷线是高压输电线路防雷保护的最基本措施。其主要作用是防止雷电直击导线, 同时还具有以下作用:1) 分流作用, 减小流经杆塔入地的电流, 从而降低塔顶电位;2) 通过对导线的耦合作用减小线路绝缘子的电压;3) 对导线起屏蔽作用, 可以降低导线上的感应过电压。
实践表明, 输电线路电压等级越高, 采用避雷线的效果就越好, 避雷线在线路工程总投资中所占的比重也就越低。因此, 我国现行规程规定220 k V及以上电压等级的输电线路应沿全线架设避雷线, 110 k V线路一般也应全线架设避雷线。
(2) 安装线路避雷器。即使在全线架设避雷线, 也不能完全排除雷击时导线上出现过电压的可能性。加装线路避雷器后, 当高压输电线路遭受雷击时, 雷电流一部分将从避雷线传入相邻杆塔, 另一部分经杆塔入地。当雷电流超过一定阀值, 避雷器动作加入分流, 大部分雷电流将通过避雷器流入导线, 传至相邻杆塔。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。由于经由避雷器和导线分流的雷电流远大于经由避雷线分流的雷电流, 这种耦合作用将拉高导线电位, 使导线和杆 (塔) 顶之间的电位差小于绝缘子串50%的放电电压, 绝缘子不会发生闪络。
(3) 投入自动重合闸装置。在高压输电网实际运行过程中, 雷击电流大, 超过线路防御范围, 输电线路遭受雷击跳闸就不可避免, 应对其进行控制。由于高压输电线路绝缘具有自恢复性能, 绝大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后都能自行消除。因此, 在高压输电线路上投入自动重合闸装置能对线路雷击事故率进行有效控制。
(4) 降低输电线路杆塔接地电阻。高压输电线路杆塔遭受雷击时, 杆 (塔) 顶电位与杆塔接地电阻和土壤电阻率密切相关。若杆塔接地电阻过大, 则雷击时易使杆 (塔) 顶电位升高, 对线路产生反击;若接地电阻满足要求, 则雷击时绝大部分雷电流将沿杆塔入地, 不会破坏线路绝缘, 保证了线路的安全运行。因此, 降低杆塔接地电阻或土壤电阻率是提高线路耐雷水平, 防止反击的最基本最有效的措施。
高压输电线路应尽量避开一些土壤电阻率较高的高山、岩石等地区, 若因条件限制, 必须穿越这些地区时, 则应跳出原有设计参数的束缚, 采用强化降阻手段。如增加埋设深度、延长接地极的使用或增加垂直接地极。对于运行中的线路需要根据相应的规程要求, 每年对全线杆塔基础接地电阻测量一次, 并将结果与历史数据进行对比分析, 对接地电阻超规或接地电阻上升较快的杆塔, 应采取加降阻剂、挖深接地坑道改善接地土壤电阻率的办法将接地电阻降低到规程规定的范围内。
(5) 架设耦合地线。在降低杆塔接地电阻有困难时, 可采用架设耦合地线的措施, 即在导线下方 (或附近) 再架设一条地线。耦合地线一方面可以加强避雷线与导线间的耦合, 从而减少绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压分量;一方面可以增加杆塔遭受雷击时向相邻杆塔分流的雷电流。高压输电网的实际运行经验表明, 耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的, 尤其对山区的输电线路效果更为明显[2,3]。
(6) 加强线路绝缘水平。高杆塔遭受雷击时, 由于杆 (塔) 顶电位高, 感应过电压大, 因此受绕击的概率也较大。在高海拔地区和雷电活动强烈地段, 也存在这样的情况。为提高线路绝缘, 降低线路跳闸率, 对高杆塔、大跨越和遭受雷击频繁的杆塔常采用增加绝缘子片数或更换成合成绝缘子的方法来增强绝缘水平。
(7) 双回高压输电线路不同回路采用不平衡绝缘方式。由于同塔双回线路导线垂直排列, 杆塔较高, 因此线路反击耐雷水平一般比同电压等级、导线水平排列的线路要低。因此在实际施工过程中, 可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回线路遭受雷击时的同时跳闸率, 以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原理是使双回线路的绝缘子片数有差异, 当线路遭受雷击时, 绝缘子片数少的那回线路先闪络, 闪络后的导线相当于地线, 增加了对另一回线路导线的耦合作用, 提高了此回线路的耐雷水平, 从而使之不发生闪络, 保障了此回线路的连续供电[3,4]。
3 高压输电线路的绝缘配合
绝缘配合是指根据设备的使用及其周围的环境来选择设备的电气绝缘特性, 其最终目的就是确定电气设备的绝缘水平。而高压输电线路的绝缘配合就是要在实际工程中解决线路杆塔和档距中央各种可能的间隙放电, 包括导线对杆塔、导线对避雷线、导线对地, 以及不同极导线之间的绝缘选择和相互配合的问题。
在开展线路工程前期工作时, 我们应从以下几方面考虑高压输电线路的绝缘配合: (1) 导线对杆塔的绝缘配合:主要按正常运行电压 (工频电压) 、内过电压 (操作过电压) 及外过电压 (雷电过电压) 来确定绝缘子型号和绝缘子片数以及在相应风速条件下导线对杆塔的气隙距离。 (2) 导线对避雷线的绝缘配合:按雷电过电压确定档距中央导线与避雷线之间的气隙距离。 (3) 导线对地及对各种被跨越物的绝缘配合:根据操作过电压及雷电过电压的要求, 确定导线对地及对各被跨越物的最小允许间隔距离。 (4) 不同相导线间的绝缘配合:按正常运行电压并计及导线振荡的情况, 确定不同相导线间的最小间隔距离[5,6]。
4 结语
我国地处温带 (部分地区属于亚热带气候) , 地区性气候差异尤为明显。即使是同一条线路工程, 由于漫长的输电线路穿越平原、山区, 跨越江河湖泊, 遇到的地质地貌、气候条件也各不相同。因此, 在实际工程实施过程中, 应综合考虑系统的运行方式, 线路的电压等级和重要程度, 线路穿越地区的雷电活动强弱、地形地貌特点、土壤电阻率高低等自然条件, 参考当地原有线路的运行经验, 根据技术经济比较结果, 采取合理的措施来对高压输电线路进行防雷保护。
参考文献
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[4]SDJ3—79架空送电线路设计技术规程[S]
[5]陆宠惠, 聂定珍.线路雷电过电压的绝缘配合[J].高电压技术, 1996, 22 (2) :91～94