输电线路避雷器

2024-06-18

输电线路避雷器（精选8篇）

输电线路避雷器篇1

摘要：本文阐述了不同安装形式的线路避雷器在防雷中的作用, 分析了线路避雷器应用应注意的问题, 我们要注意雷击形式对防护的影响, 安装地点的选择, 线路避雷器和绝缘子串的雷电冲击绝缘配合等一些重要问题。

关键词：输电线路,防雷,线路型避雷器

在电力系统中, 输电线路作为其组成的主要部分, 是实现电能得以顺利运输的基础, 也是连接各个变电站、基站的纽带。因此, 输电线路的安全运行是影响电网稳定性能够充分实现的关键所在。由此可以看出, 输电线路的安全运行在电网中的作用是十分重要的, 对电网的发展与管理也就离不开对输电线路的日常维护与管理。也只有这样才能够促使我国社会生活与经济生产活动得以顺利进行。就我国的实际情况来说, 由于我国处于温带, 其雷电活动对于电网的影响也就较为明显, 由雷电所带来的电网破坏与火灾事故也就在频繁的发生, 所以, 对防雷活动的重视需要进一步加强, 以此来实现我国电网活动的有效运行。

1 不同类型避雷器的实际功效分析

避雷器能够实现与串联形式形成的空气间隙组成110KV线路的避雷器。就线路避雷器与支架结构上的绝缘体之间所形成的串联方式来说主要分为以下几种形式:一者, 当雷电通过电压时, 其先后作用于两者;二者, 当雷电通过电压时, 其同时作用于两者;当雷电通过电压时, 作用于后者。线路变化情况如图1与图2。

1.1 当雷电通过电压时, 其先后作用于两者

就图1来说, 当雷电击中线路杆塔顶部区域的时候, 雷电首先是作用于线路避雷器的, 因此, 线路避雷器能够很好地实现对雷电的引导, 进而提高电力系统的安全性。当避雷器产生作用的时候, 一方面避雷器本身可以将串联的空气间隙进行击打, 实现对雷电的分流, 同时, 作为避雷器绝缘部分的钳电位能够避免闪烁的产生;另一方面, 导线的分流作用也能是地线耦合产生的, 通过降低塔杆顶部的雷电位置, 增强同杆塔的耦合系数, 进而提高整个塔杆的抗雷击能力。

1.2 当雷电通过电压时, 作用于后者

就图2说当雷电通过电压且作用与线路避雷器的时候, 需要的是杆塔自身的绝缘性能够充分实现, 使得雷电经过的时候, 其幅值不低于

在图2中, 雷电过电压同时作用于线路避雷器与杆塔绝缘子串, 当雷电过电压的幅值高杆塔绝缘子串的50%冲击放电电压时, 只要线路避雷器的动作时间快于杆塔绝缘子串的闪络时间, 则线路避雷器同样可起保护作用。

2 线路避雷器应用应注意的问题

2.1 雷击形式对防护的影响

(1) 倘若雷电的形式是反击, 那么仅仅是对线路进行改装将会使得跳闸不断发生。这主要是由工频电压的影响而导致的。无论是哪一路导线都有能够受到闪烁的影响, 因此, 为了避免这样的问题产生, 需要对三条线路安装线路避雷器, 这是最为明智的建设模式。

(2) 倘若雷电的形式是绕击, 则只需要将线路避雷器安装在雷电绕击的导线上即可。因为, 绕击只会对杆塔的某一安装线路产生影响, 其安装难度与需求也就相应的降低。但是, 在无法明确绕击路线的时候, 将每条线路都安装上线路避雷器是更加安全与保守的。当高压输电线路的电压等级越高的时候, 线路绕击的可能性将会进一步提高, 由于线路绝缘性更为明显, 所以, 反击也就更不易产生。比如, 相对于6相导线的鼓型来说, 绕击若发生于中部的相导线, 需要的即是将线路避雷器安装在中部的相导线, 这是由于避雷线的保护角差异所导致的。

2.2 选择正确的安装地点

在一般情况下, 高压输电线路都建立在地理环境较为复杂的野外, 因此, 当线路遭受到雷击的时候, 集中于某段线路的区域, 如雷暴区域、土壤电阻率存在差异的区域以及地下存在地下水的区域等, 即被称之为易击区。对于这类地区, 应当进行主动的避让。另一方面, 由于易击区的建设维护费用较为高昂, 因此, 为了实现经济效益与发展的有效结合, 需要对这类区域进行科学合理的规划。

2.3 线路避雷器和绝缘子串的雷电冲击绝缘配合

在安装线路避雷器的时候, 需要在安装之前, 充分考虑到线路的绝缘性, 使得各个线路之间的绝缘配合得到很好地实现。在这个过程中, 需要考虑到线路绝缘子串之间的绝缘配合, 最好, 能够做到当两者雷电产生冲击放电的时候, 所表现出来的伏一秒特性的曲线不会是交叉的, 同时, 线路绝缘子串还需做到, 其50%的雷电冲击不会小于线路避雷器自身的50%雷电冲击放电电压, 进而做到这两项检测指标的安全性, 实现安全稳定性。当线路避雷器的50%雷电冲击电量所产生的放电电压, 相当于串联环境下的50%雷电冲击作用于放电电压与氧化锌阀片自身直流的1m A电压之和。线路避雷器本身是有氧化锌阀片与串联的外部空气间隙两个部分所共同组成的, 当线路避雷器50%的雷电冲击高于外部空气间隙数值的时候, 主要是由于氧化锌的非线性电阻所带来的影响。

3 结语

在线路避雷器安装过程中, 首先应注意安装地点的选择, 既能达到高效的防雷, 减少对资源的使用;其次, 还需根据当地的实际情况, 依据雷击形式与输电线路的建设形式, 实现对线路避雷器的差异化建设, 实现防雷效果的有效化;最后, 还要加强对线路避雷器与绝缘子串的之间的绝缘配合, 进而提高其整体的防雷能力。

参考文献

[1]敬海兵.1000kV特高压交流输电线路防雷问题研究[D].西华大学, 2012.DOI:10.7666/d.y2113104.

[2]张辰.高压输电线路雷击故障诊断与识别[D].长沙理工大学, 2012.DOI:10.7666/d.y2090993.

10kV架空线路避雷器的使用篇2

【关键词】10kV线路；氧化锌避雷器

0.10kV架空线的防雷特点

在我国，10kV电网多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地，发生单相接地时，由于对三相用户来说，线电压的大小、相位不变，所以可以继续供电2小时，绝大多数的单相接地都不会建立起稳定电弧而引起线路跳闸。因此，10kV线路在防雷方面，主要是防止相间短路。

10kV架空线路在防雷方面，不架设避雷线，因为10kV线路绝缘水平低，架设避雷线容易反击，作用不大。10kV线路在架设时，常采用三角形排列，顶相绝缘较弱，下面两边相绝缘较强，例如顶相采用P-10型针式绝缘子，而两边相采用悬式X-4.5型绝缘子或采用瓷横担DC-230/250，这样顶相相当于避雷线，遭雷击时，顶相接地，对两边相起耦合作用，降低了两边相导线的对地过电压，防止两边相接地，形成相间短路。

配网的雷害80%是感应雷，所以感应雷是配网雷电过电压的主要防护目标。遭受感应雷概率高的线路有：不处于山顶的杆塔、无大跨越的杆塔、周边有较高建筑物或树木的杆塔、有高电压等级线路上方穿越或旁边通过的杆塔等。对于个别处于山顶的杆塔、大跨越的杆塔、处于空旷地带的杆塔，遭受直击雷概率较高。

10kV电网的防雷，主要是在变电站出线侧装避雷器，变压器的高低压出线侧装避雷器，线路中间缺少避雷器保护而易遭雷击，即使这些安装的避雷器动作，也很难限制线路中间的过电压而导致线路绝缘子闪络，因此，10kV线路在个别绝缘薄弱的杆塔上装设线路型氧化锌避雷器或保护间隙是很有必要的，下面，就线路型氧化锌避雷器在线路上的使用进行阐述。

1.氧化锌避雷器的保护原理

氧化锌避雷器有串联外间隙和无间隙两种，无串联间隙的氧化锌避雷器在长期运行中阀片受工作电压的作用，会逐渐老化，如密封不严会使阀片受潮，加剧阀片的劣化。泄漏电流的阻性分量会使阀片温度升高，产生有功损耗，导致热崩溃，所以在线路上使用的氧化锌避雷器大多是采用串联间隙的。

带串联间隙的氧化锌避雷器与线路绝缘子并联，线路正常工作时，氧化锌避雷器通过串联间隙与线路电压隔离，氧化锌避雷器的存在对线路运行不影响。当雷击杆塔或线路出现雷电波（线路遭雷直击或线路出现感应雷），这时线路绝缘子压降增大，当绝缘子压降超过避雷器的u50%，则绝缘子间隙击穿，雷电波经过间隙闪络通道和避雷器阀片接地，把绝缘子上的过电压控制下来，防止绝缘子闪络。避雷器动作后，氧化锌避雷器的残压限制在低于绝缘子的闪络电压，而且避雷器闪络后，在雷电波下降到低于避雷器动作电压后，避雷器能迅速恢复绝缘，防止继电器动作跳闸，造成供电中断。

2.氧化锌避雷器串联间隙u50%的确定

氧化锌避雷器的串联间隙，起到隔离线路电压和阀片的作用，线路正常工作时，线路工作电压由间隙承受，阀片处于“休息”状态，串联间隙u50%的确定，应满足以下三个条件：

（1）雷电过电压下，间隙应可靠击穿，把雷电过电压控制下来，保证间隙的u50%与绝缘子闪络电压的可靠配合。

（2）串联间隙应能承受暂时过电压和操作过电压，为此，串联间隙应足够大，以保证避雷器在暂时过电压和操作过电压下不动作，氧化锌避雷器故障时，间隙要可靠隔离。

（3）雷击使间隙放电后，在工频电压作用下，间隙应能保证在1～2个周波内恢复绝缘，以防止保护动作跳闸，使供电中断。

（4）线路型氧化锌避雷器整体的u50%是由间隙的u50%和氧化锌避雷器本体的U1mA共同决定。

3.10kV架空线路加装避雷器的基本原则

（1）对于雷击跳闸率高的10kV裸导线直线杆的防雷，可选用以架空导线为高压电极的外串联间隙避雷器（如图1，YH5CX1-17/50型等）。或选用带高压金具电极的外串联间隙避雷器（如图2，YH5CX6-13/40K型等）。

（2）对于雷击跳闸率较高，易发生雷击断线的10kV绝缘导线直线杆的防雷，宜选用穿刺电极式外串联间隙避雷器（YH5CX2-13/40型等）。

（3）10kV裸导线或绝缘导线耐张杆的防雷，宜装设带支撑件（棒形复合绝缘子）外串联间隙避雷器（YH5CX7-13/40型等）。

（4）对于安装外串联间隙避雷器确有困难的个别位置，必要时，也可安装YH5WS-17/50型无间隙氧化物避雷器。但宜配带脱离器，以便在避雷器损坏时与系统自动脱离，以免影响电网正常运行。

（5）外串联间隙避雷器应安装在线路主要潮流方式下绝缘子的负荷侧。为达到较好防雷效果，应每基电杆而且整基电杆每回线路的每一相都要装。

（6）对于既有线路，除配电设备（变压器、电缆头、线路开关）前后两基电杆使用外串联间隙避雷器应另设人工接地体（接地电阻一般不大于30欧）外，其余电杆可不设置人工接地装置；对于新建线路，宜在每基电杆处设置接地，在钢筋混凝土电杆内部设置接地引下线，设置集中接地极，并在电杆水泥表面横担位置预留电气连接端子。

4.总结

10kV架空线路的防雷保护方法有多种，如：提高线路绝缘子绝缘水平，中性点经消弧线圈接地，线路采用三角形排列，自动重合闸等等，个别绝缘薄弱杆塔装避雷器是很有效的防雷措施。杆塔上装避雷器时，对避雷器型式的选择很重要，本文对杆塔避雷器的工作原理、避雷器放电电压的确定，以及杆塔避雷器的选择进行了具体的阐述。

参考文献：

[1]DL/T815-2002交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器[S]，2002.

[2]解广润主编，电力系统过电压M，水利电力出版社，1985.

[3]浙江大学赵智大主编高电压技术，中国电力出版社.

[4]JB/T10497-2005交流输电线路用复合外套有串联间隙金属氧化物避雷器[S].2002.

输电线路避雷器篇3

1 输电线路避雷器防雷基本原理分析

线路避雷器是输电线路有效的防雷措施, 它在输电线路防雷中的应用实现, 不仅具有降低输电线路杆塔接地电阻, 提高输电线路绝缘水平等输电线路防雷措施的积极防雷作用特征, 而且对于特殊环境条件下输电线路的防雷安全保护实现, 也有着积极的作用和意义, 在国内外输电线路安装与防雷设计中的应用十分广泛和普遍。

1.1 雷电在输电线路的作用影响分析

通常在输电线路供电运行过程中, 雷电作用袭击输电杆塔时, 一部分雷电电流会通过避雷线流入到相邻的输电杆塔中, 而另一部分雷电电流则会经过输电线路杆塔流入到地面中, 这时输电杆塔的接地电阻会呈现一个暂态电阻的特征, 对于输电杆塔中的这种暂态电阻特征的接地电阻, 多是使用冲击接地电阻来进行暂态电阻特征的表示实现。其中, 在雷电电流袭击输电杆塔过程中, 输电杆塔的塔顶电位会迅速的提升, 对这种迅速提升的电位值, 可以通过下列公式 (1) 进行计算表示。

在上述计算公式中, I表示的是雷电电流值, Rd表示的是输电杆塔的冲击接地电阻值, 而Ldi以及dt均表示的是雷击输电杆塔的暂态分量情况。

在雷电作用的袭击下, 如果输电线路中输电杆塔的塔顶电位值和输电线路导线上的感应电位值的差值超过输电线路中绝缘子串的50%放电电压值时, 雷电作用就会对于输电线路的安全稳定供电造成一定的影响, 容易发生从输电杆塔的塔顶到输电线路导线部分的闪络问题, 如果对雷电造成的输电杆塔塔顶与导线之间的闪络问题分析中, 考虑输电线路中工频电压幅值的影响作用时, 造成输电线路杆塔塔顶与导线之间闪络发生的情况, 则为输电杆塔塔顶电位值和导线上的感应电位值差值, 在与输电线路工频电压幅值之和大于输电线路中绝缘子串50%的放电电压值时, 就会发生输电杆塔塔顶与导线之间的闪络。

1.2 线路避雷器的避雷作用原理分析

根据这一情况原理, 在进行输电线路防雷设计中, 输电线路的防雷水平主要是和输电线路绝缘子串的50%放电电压以及雷电电流强度、输电杆塔的塔体冲击接地电阻三个因素有关。而通常情况下, 在输电线路中绝缘子串的50%放电电压值是一般一定的, 雷电电流的作用强度一般是一种自条件与因素, 不能进行控制, 因此, 在不安装避雷器的情况下, 提高输电线路的防雷水平, 多是通过降低塔体接地电阻实现的, 但是这种防雷措施在山区输电线路的防雷设计中很难实现。

在输电线路防雷中进行避雷器的设计应用, 避雷器主要是在输电线路受到雷电袭击时, 对于雷电电流的分流作用和情况进行改变。也就是雷电袭击输电线路过程中, 雷电电流的两个分流变化中, 如果雷电电流值超过一定的标准后, 避雷器就会干预雷电的分流动作。也就是说雷电电流在经过输电线路中的避雷线与导线部位时, 在导线之间的电磁感应作用下, 雷电电流会分别与导线和避雷线产生耦合分量, 而在避雷器的较大分流作用下, 会提高导线的电位值, 从而对于绝缘子串的闪络电压进行避免和控制, 对于输电线路起到较好的限电保护作用。如下图1所示, 为避雷器动作作用下, 输电杆塔塔顶电位值与导线电位值的变化曲线图。

此外, 在对于山区环境下输电线路的防雷保护, 避雷器也有相对较好的避雷保护效果, 这主要与线路避雷器的钳电位作用特征有很大关联, 线路避雷器安装应用中, 对于接地电阻的要求不是很严格, 因此在山区环境下容易实现对于输电线路的防雷保护。

2 输电线路防雷中线路避雷器的应用分析

2.1 输电线路防雷环境条件分析

以某电网输电线路防雷中线路避雷器的应用情况为例, 该电网输电线路的安装架设主要位于山区环境条件下, 不仅地形比较复杂, 并且根据近几年的雷电情况统计, 雷电作用与活动不仅频繁, 并且呈现逐年加强和增加趋势, 并且雷电活动的强烈期也呈现逐年提前的变化趋势。根据对于该地区雷电作用与活动情况的统计分析, 发现在土壤电阻率比较小并且突变、利于电荷积聚处, 以及雷云形成与项羽有利区域、雷云与地面之间具有良好放电通道的地区雷电作用比较频繁并且容易遭受雷击破坏。

结合该电网输电线路安装架设区域的雷电活动与作用特点, 再加上该电网输电线路的安装架设线路比较长, 地处山区、雷击作用与活动比较频繁等情况, 在进行该电网输电线路的安装架设防雷设计中, 专门采用线路避雷器进行输电线路的防雷保护。

2.2 线路避雷器在输电线路防雷中的安装应用

如图2所示, 为上述电网输电线路中某塔点线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用示意图。在进行该电网输电线路防雷中线路避雷器的安装应用中, 考虑到线路型合成绝缘氧化锌避雷器的线路耐雷水平高, 以及残压低、有利于提高限压装置性能和通流容量大、过电压吸收能力强等优势, 特在土壤电阻率比较高以及雷电活动比较强烈的区域, 进行输电线路的防雷安装使用。

在上述电网输电线路供电运行过程中, 一旦雷电作用袭击输电线路杆塔时。雷电电流一部分会经过避雷线流入到相邻的输电杆塔中, 另一部分雷电电流则会经过输电杆塔进入地面, 这时输电杆塔的接地电阻呈现暂态电阻特征, 并且在输电杆塔的接地导线中附加有感应电流, 输电杆塔的塔顶电位值迅速升高。根据雷电作用中输电线路的防雷保护基本原理, 雷电作用下输电杆塔与导线之间的闪络电压, 是造成雷电事故的重要因素, 而一旦在输电线路中安装合成绝缘氧化锌避雷器后, 由于避雷器的雷电分流干预作用, 使得雷电袭击下输电线路中不会再发生闪络, 就会相应的提高输电线路的防雷安全性。以上图为例, 在电网输电线路中上图所示输电线路杆塔中, 中间的杆塔进行了线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用, 那么在雷电作用下, 雷电电流就会一部分流入到与中间杆塔相邻的两座输电杆塔中, 一部分流入地面, 并且如果雷电电流值超过一定范围, 避雷器就会进行雷电分流干预动作, 从而避免输电线路闪络发生, 保护输电线路在雷电袭击下的线路运行安全。需要注意的是, 进行上述电网输电线路在进行线路避雷器安装应用中, 因为考虑线路避雷器的不万全防雷性能, 再加上线路避雷器在输电线路防雷中应用的较高成本费用情况, 在对输电线路安装实现的安全以及经济效益综合考虑下, 为保证输电线路的防雷安全与效益, 在输电线路防雷中进行线路避雷器的安装应用实现情况下, 还通过以下防雷方法与措施, 进行输电线路防雷安全与效益的保障。首先, 进行输电线路防雷保护设置中, 还通过提高输电线路的绝缘水平以及降低雷电作用对于输电线路的冲击电阻、不平衡绝缘法等, 进行输电线路杆塔接地电阻值的提高, 以提高输电线路的防雷水平。其次, 进行输电线路防雷设置中, 考虑到线路防雷器的较高成本费用情况问题, 还使用了成本费用相对较低, 并且安装维护简单的负角保护装置进行输电线路的防雷保护实现, 以进行输电线路防雷安全水平与效益的保障实现。

结语

线路避雷器在输电线路防雷中的安装应用, 具有积极的输电线路防雷保护功能作用。进行输电线路防雷中线路防雷器应用分析, 有利于提高输电线路的防雷保护水平, 促进线路防雷器的推广应用。

摘要：避雷器是输电线路防雷设计中最为有效防雷措施, 具有较为广泛的设计应用。本文主要结合输电线路防雷中避雷器的避雷原理, 通过输电线路防雷设计实例, 对于输电线路防雷中线路避雷器的应用进行分析和论述。

关键词：输电线路,避雷设计,避雷器,基本原理,应用,分析

参考文献

[1]李振, 余占清, 何金良, 彭向阳, 李志峰.线路避雷器改善同塔多回线路防雷性能的分析[J].高电压技术, 2011 (12) .

[2]吴桂芳, 陈巧勇, 蓝磊, 文习山.110kV线路避雷器在输电线路防雷中的应用研究[J].电瓷避雷器, 2002 (02) .

输电线路避雷器篇4

雷击杆塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。雷击杆塔时塔顶电位迅速提高,其电位值为

式中,i—雷电流;Rd—冲击接地电阻;Ldi/dt—暂态分量。

当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1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。即Ut-U1>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um的影响,则为Ut-U1+Um>U50。因此,线路的耐雷水平与三个重要因素有关,即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。一般来说,线路的50%放电电压是一定的,雷电流强度与地理位置和大气条件相关,不加装避雷器时,提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻,在山区,降低接地电阻是非常困难的,这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。

加装避雷器以后,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。

以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法,在平原地带相对较容易,对于山区杆塔,则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂,以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率,在工频状态下接地电阻会有所下降。但遭受雷击时,因接地线过长会有较大的附加电感值,雷电过电压的暂态分量Ldi/dt会加在塔体电位上,使塔顶电位大大提高,更容易造成塔体与绝缘子串的闪络,反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用,对接地电阻要求不太严格。

2 线路避雷器的选点

大量运行经验表明,线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段。我们称之为选择性雷击区,或称易击区。线路若能避开易击区,或对易击区线段加强保护,则是防止雷害的根本措施。实践表明,下列地段易遭雷击:雷暴走廊,如山区风口以及顺风的河谷和峡谷等处;四周是山丘的潮湿盆地,如杆塔周围有鱼塘、水库、湖泊、沼泽地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等处;土壤电阻率(P)有突变的地带,土地质断层地带,岩石与土壤、山坡与稻田的交界区。岩石山脚下有小河的山谷等地,雷易击于低土壤电阻率处;地下有导电性矿的地面和地下水位较高处;当土壤电阻率差别不大时,例如有良好土层和植被的山丘,雷易击于突出的山顶、山的向阳坡等。线路避雷器一般安装在线路易击区,但在选择安装线路避雷器地点过程中,必须结合本地区历年来的线路雷击跳闸情况、运行经验及线路所经的地形。

3 避雷器的选型及安装维护

线路避雷器有两种类型,即带串联间隙型和无串联间隙型。根据其保护原理、性能优缺点比较以及运行维护、工程造价等方面的要求,线路防雷宜选择使用带串联间隙型的线路避雷器。线路避雷器安装时应注意:(1)对线路投运后的运行情况进行分析,确定易遭受雷击的杆塔,分析确定是雷绕击还是雷反击,对多雷区且易遭受雷击的杆塔,最好在两侧相邻杆塔上同时安装;(2)垂直排列的线路可只装上下2相;(3)安装时尽量不使避雷器受力,并注意保持足够的安全距离;(4)避雷器应顺杆塔单独敷设接地线,其截面不小于25mm2,尽量减小接地电阻的影响。线路避雷器投运后必要的维护:(1)结合停电定期测量绝缘电阻,历年结果不应有明显变化;(2)检查并记录计数器的动作情况;(3)对其紧固件进行拧紧,防止松动;(4)5a拆回进行1次直流1mA下的电压及75%直流1mA下的电压的泄露电流测量。

4 线路避雷器使用及动作情况

博罗县位于惠州市的北面,据气象部门统计2008~2010年博罗县雷暴日平均为90天,属多雷区,惠州供电局管辖的输电线路跳闸故障有80%是由于雷击而引起的。惠州供电局管辖的110kV仰红线和110kV义田线大部分线路走廊位于丘陵、山地,多年来经常发生雷击跳闸故障。根据这种情况,在这2条线路上安装了6组避雷器,共18只。110kV仰红线全长25.79km,2008年投入运行,据统计该线路在2008年和2009年共有2次的雷击掉闸,其中34号雷击掉闸。为此,对该线路的有关数据进行分析、研究,发现110kV仰红线30-34号位于山的向阳坡上且为风口,杆塔的接地电阻也偏大。综合各种因素,决定在110kV仰红线30号、31号、34号各安装3组共9只避雷器,运行至今已接近2年时间,在这段时间,该线路没有发生过雷击掉闸故障。检查线路避雷器的放电记数器,发现线路避雷器都有动作。110kV义田线全长14.27km,2003年投入运行。据历年来的雷击数据分析,该线路从2007年-2008年共有2次雷击跳闸。为此,对110kV义田线全线进行了现场勘察,根据历年来的雷击杆塔情况和杆塔所处的地形、地貌,确定线路的易击区并结合线路的实际运行情况,在2008年选点安装了3组线路避雷器。避雷器运行1年,线路未发生雷击故障。

5 结束语

雷电灾害是近年来影响本集团电网稳定、安全生产和正常生活的最主要原因。电网和线路还存在许多缺陷和问题,需不断加以发现、认识、研究和解决,不断积累线路避雷器在防雷工作方面的运行经验。结合自身实际推广应用线路型合成绝缘氧化锌避雷器,加强电网雷电防护的规划和实施工作,是一项长期而艰巨的任务。

参考文献

[1]周荣斌.线路型避雷器的应用[J].广东电力,2005(12).

[2]黄剑斌,吴卫.线路型金属氧化物避雷器10年运行分析[J].广东输电与变电技术,2008(1).

[3]何泽斌.110kV线路型避雷器的运行效果分析[J].湖北电力,2004(4).

输电线路避雷器篇5

输电线路是电网的基础, 担负着电力输送的重要任务。通常来说, 在电力输送过程当中, 将会遭遇一系列很难克服的自然环境问题, 尤其是恶劣环境的影响, 将会给输电线路造成很严重的损害。雷电损坏时输电线路的主要破坏类型, 为了防止输电线路遭受雷电的破坏, 我们一定要开展避雷器的安装与应用, 因此来保证输电线路的安全、可靠运行。

2 线路避雷器概述与原理分析

2.1 概述

在220k V输电线路上安装线路避雷器的目的是在瞬态雷电冲击之下, 减少绝缘子闪络的危险。在某些情况下, 还能够对线路绝缘子以外的其他电器设备产生一定的保护作用。经过长时间的研究证明, 在220k V输电线路当中装设线路避雷器, 产生了良好的成效, 雷击跳闸与事故率能够得到明显的降低, 线路维护的工作量也能够大大降低。

线路避雷器的工作原理如下:当杆塔受到雷击作用后, 杆塔与避雷线等将会向大地与相邻的杆塔疏导该雷电流, 而闪络现象的产生重点取决于杆塔顶端的电位以及导线电位之间的差值, 假如比绝缘子串一半的放电电压还高, 就会出现闪络。重点有四个方面的原因会影响到220k V输电线路的抗雷击能力:绝缘子的放电电压、雷电流强度、接地电阻以及架空避雷线, 其中架空避雷器与接地电阻是可以控制的, 为了使得输电线路具备更强的抗雷击能力, 通常采取降低接地电阻或者安装线路避雷器的方法。

2.2 线路避雷器的避雷作用原理分析

在输电线路的防雷设计中, 线路避雷器主要根据输电线路绝缘子串50%的放电电压、雷电电流强度、输电杆塔塔体冲击接地电阻确定。在一般情况下, 50%的放电电压值是恒定的, 而雷电电流强度不是人为可干预的, 所以, 通过降低塔体接地电阻来实现防雷效果是很困难的。但随着线路避雷器的发展, 其能改变雷电电流的分流情况, 从而实现对雷电灾害的规避, 即当输电线路遭遇雷电袭击时, 在导线与避雷线的位置通过电磁感应作用, 避雷器会进行分流、分压, 将一部分电流、电压分解到杆塔之上, 以此确保输电线路不被雷电损伤。避雷器在工作过程中, 首次过零的时候, 就熄灭, 确保了输电线路的正常运作。通常情况下, 当雷电击到输电线路之后, 会产生巨大的瞬时电流和电压, 只有当线路两端的电流、电压与避雷器设定电流、电压相同时, 避雷器便会产生作用, 进入工作流程, 进行电流的分流和电压的分压。通过分流、分压来降低输电线路的负荷, 避免绝缘子闪络情况的出现。

3 线路避雷器的结构类型

随着线路避雷器在输电线路防雷中的应用不断增多, 线路避雷器的种类也在不断增多。按照结构对线路避雷器进行分类, 主要分为无间隙线路避雷器和外串间隙线路避雷器。外串间隙线路避雷器又可详细划分为绝缘支撑件和纯空气间隙两种类型, 其在输电线路防雷中都有着广泛应用, 防雷效果十分明显。

按照线路避雷器外套材料划分, 主要类型有瓷外套、合成外套两种;按照线路避雷器的电压等级划分, 配电线路避雷器和输电线路避雷器是其主要的结构类型;按照功能对线路避雷器进行划分, 可分为主要限制操作避雷器、雷击过电压避雷器、兼有限制避雷器三种。在众多不同类型的线路避雷器中, 外串间隙线路避雷器不断改进着防雷工艺, 得到了广泛应用。在实际使用过程中, 这种类型的避雷器与其他线路避雷器相比, 能承受更高的电压, 对线路的保护效果也相对较好。在外串间隙线路避雷器的分类中, 纯空气间隙避雷器和绝缘支撑件间隙避雷线各有所长, 前者结构简单, 具有较高的稳定性, 但安装难度较大, 对安装校准工作有着较高的要求, 对安装质量的要求也较高;后者的优势在于安装工艺简单。

4 防雷技术的现状分析

现阶段, 我国相关科研单位和研究学者, 在对电网架构, 特别是输电线路研究和分析的过程中, 将重点放在避雷方面。一般而言, 避雷器的安装, 能够对输电线路起到保护作用, 一旦面临打雷天气, 威胁到线路安全, 避雷器会自动引流, 以此确保输电线路不受雷电的破坏。笔者通过对输电线路避雷器的详细研究, 发现避雷器主要有四个方面的功能: (1) 避雷器具备一定的屏蔽功能, 避免雷电直接损害到输电线; (2) 避雷器具备祸合功能, 能够从一定程度上降低瞬时电压; (3) 避雷器具备分流功能, 能够对线路中的电流进行分流; (4) 避雷器具备降低电阻的功能, 当遇到雷雨天气的时候, 避雷器能够通过降低电阻来进行跳闸操作。通常情况下, 为了让避雷器发挥更大的作用, 人们尽可能进行电阻的降低, 以此来获取更大的灵敏度。

5 线路避雷器在220k V输电线路中的应用

5.1 线路避雷器的选择

安装线路避雷器的主要目的是减少输电线路的雷电灾害和维护电力系统的稳定运行。因此, 在选择避雷器的过程中, 应根据输电线路的实际需求确定类型, 确保所选择的避雷器能在防雷电的过程中发挥最佳效果;在选择线路避雷器的过程中, 要对系统正常运行的标准电压、暂态过电压、雷击密度和绝缘子闪络等因素进行综合考虑, 从而保证线路避雷器的有效性;为了保证线路避雷器能发挥最佳的防雷效果, 应对杆塔接地的质量、有效故障电流和闪络比例等进行综合考虑。此外, 在各项参数都正常的前提下, 还应对线路避雷器的电能吸收能力进行考虑。

5.2 线路避雷器的安装

在线路避雷器的安装过程中, 安装位置的选择对线路防雷效果有着重要的影响。为了保证线路的防雷效果, 在安装过程中, 应根据输电线路的实际要求来确定安装位置, 每个杆塔都应该安装合适的线路避雷器。在特殊情况下, 每相输线路也应该安装线路避雷器。但在安装过程中, 不能盲目追求防雷效果, 进而不断增加线路避雷器的数量, 而是要兼顾经济性与实效性, 在保证不增加工程成本的前提下实现最佳的防雷效果。在安装过程中, 线路避雷器的安装数量不能随意确定, 应尽量选择一相。对于接地电阻较大的线路, 可以适当增加相数, 选择二相或三相, 从而保证输电线路的抗雷电能力不断提高。

在线路避雷器的安装施工中, 具体操作包括三步: (1) 将避雷器通过线路或绝缘子悬挂在输电线路杆塔上后, 开始安装施工。安装方式的选择要根据线路避雷器的质量确定, 保证避雷器牢固、稳定地发挥作用。 (2) 在线路避雷器的安装过程中, 串联间隙距离的计算是关键。如果在输电线路上安装纯空气间隙线路避雷器, 其间隙距离要远远小于绝缘支撑件间隙线路避雷器。 (3) 在线路避雷器的安装过程中, 要对避雷器和绝缘子的距离进行合理控制, 避免二者产生横向放电, 影响输电线路的正常运行。

5.3 避雷器设计的要点分析

笔者在对输电线路避雷器设计之前, 对几种常见的雷击现象进行了详细分析, 通过研究和探析, 提出了八种设计方案: (1) 进行了防雷区域和范围的准确设计, 以38m作为一个临界点, 38m以内的所有自然生态、建筑物均作为防雷、避雷的重点对象; (2) 避雷线的设置要双重保障, 并且要侧重边相导线一边, 以此来缩小其绕击区域面积; (3) 进行接地电阻的充分降低, 满足避雷线的接地需求; (4) 尽可能确保避雷线结实、有效, 以此来提升避雷效果; (5) 在杆塔最上方进行避雷器的设置, 通过避雷针来引导雷电所产生的巨大电流、电压, 对输电线路起到保护作用; (6) 在边相导线38m之内进行避雷器的设置, 避雷针的设置有利于雷电强大电流、电压的缓冲, 特别是对38m范围之内的建筑物、电力设备等起到保护作用, 防止雷电的伤害; (7) 在边相导线与避雷设备垂直方向, 进行安全距离的设置, 以此来确保避雷器能够发挥最大作用, 能够更好的对电力设备、输电线路起到保护作用, 主要进行强大电流、电压的合理引导, 也就是说, 垂直距离的大小直接决定着避雷效果; (8) 进行避雷针的科学设计, 让避雷针发挥最大作用, 能够起到缓冲强大电流、电压的作用, 对输电线路起到最大的保护作用, 进而来确保电力设备的安全运行。

6 结语

综上所述, 随着我国电网范围的不断扩展, 输电线路受到雷击的概率也会不断提升。为了强化220k V输电线路的防雷击能力, 线路避雷器也被广泛应用于电网建设当中, 它在避免输电线路雷电灾害、维护电网安全运行中发挥着至关重要的作用。在实际的操作中, 为了确保线路避雷器的防雷击效果, 不但要做好避雷器的选取与安装, 还需要做好避雷器的养护。

摘要：近几年来, 随着我国国民经济的不断发展以及社会的不断进步, 用电量也在不断增加, 电网安全事故出现的几率越来越大, 尤其是自然界雷电的影响, 给国家的电网产生了巨大的损失。而线路避雷器的装设, 可以保证220k V输电线路免受雷击破坏。在220k V输电线路上安装避雷器, 是一项比较复杂的工程, 本文重点探讨了线路避雷器的原理及其结构类型, 并提出了线路避雷器在220k V输电线路中的应用。

关键词：220kV输电线路,线路避雷器,重要性与应用

参考文献

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[2]李录涛.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].同煤科技, 2010 (1) .

输电线路避雷器篇6

1 直流输电线路直击雷雷击特性分析

1.1 雷电放电过程模型

雷电放电的物理过程涉及到长间隙放电理论, 其物理过程十分复杂。但从实际工程角度, 可以将其简化成一个波过程, 将雷电通道波阻抗设为一个固定值, 雷电沿着该通道向地面传播, 并由彼得逊法则建立相应的雷电流等值电路模型[2], 如图1所示, 其中i0为雷电流, Z0为雷电通道波阻抗, Z为地面击中物体波阻抗。显然i与Z有关, 当Z=Z0时, i=i0;当Z=0时, i=2i0。但无论是Z为零还是等于Z0在实际中都是不可能的。工程中一般将雷击低阻抗物体时流过接地装置的电流称为雷电流。通常实验室用电流源来模拟雷电流。

1.2 雷电流极性及波形

依据国内外多年实测统计数据, 负极性雷在雷电害中占90%左右。因此目前关于输电线路保护都是根据负极性雷来研究分析的。而且电力系统防雷分析和电气设备的雷电冲击试验要求用可以解析的典型波形对雷电波的波形进行等值建模[3], 所以工程中一般采用雷电波等值模型, 主要有半余弦波、标准冲击波、双指数波和等值斜角波等几种。工程上, 一般认为与实际雷电流波形最相似的等值模型是标准冲击波模型, 其表达式为

1.3 仿真模型建立

1.3.1 杆塔模型

建立多阻抗杆塔模型。建模时, 将杆塔分成几个模块来进行模拟, 每部分杆塔的波阻抗与其距地面的高度有关[4]。直流输电线路杆塔主体结构如图2所示, ATP-EMTP仿真计算中的多波阻抗模型如图3所示。

杆塔主体部分等效波阻抗计算公式为

式中:rek=21/8 (rT1k/3rB2/3) 1/4 (RT1k/3RB2/3) 3/4;RB, rB为图2中对应部分长度。支架部分等效波阻抗计算公式为

1.3.2 绝缘子闪络模型

目前, 绝缘子闪络模型一般采用相交法。相交法的原理是:若绝缘子串上的过电压曲线与绝缘子串自身的伏秒特性曲线相交, 此时判定发生闪络, 并认定相交的那一时刻即为闪络时刻;若两条曲线不相交, 则认定为不发生闪络。

1.3.3±500 k V直流氧化锌线路避雷器伏安特性曲线

±500 k V直流氧化锌线路避雷器伏安特性曲线如图4所示。

1.3.4 仿真电路图

在ATP中建立仿真模型如图5所示。

模型说明:

1) 线路采用JMarti模型, 可精确考虑避雷线、已闪络相导线与其他相导线之间的耦合作用。

2) 判断绝缘子闪络采用相交法。

3) 线路为双端供电双回线路, 故模型中含有4个500 k V直流电源。

4) 杆塔接地电阻采用线路实测接地电阻。

2 不加装避雷器的耐雷水平

2.1 不加装避雷器线路反击结果分析

2.1.1 杆塔高度对反击耐雷水平的影响

本文对伊穆±500 k V直流输电线路0008号、504号、0226号、0290号杆塔分别用ATP-EMTP软件进行仿真计算, 结果如表1所示。

从表1可以看出, 当杆塔的接地电阻相同时, 直流输电线路的反击耐雷水平随着杆塔高度增加而减小。主要有两方面原因:首先, 随着杆塔高度的增加, 杆塔的引雷面积也随之增加;其次, 随着杆塔高度的增加, 雷电波在杆塔中正向传播时间和和反向传播时间都增加, 雷电波削弱作用减小[5]。

2.1.2 杆塔接地电阻对反击耐雷水平的影响

为了分析杆塔接地电阻对反击耐雷水平的影响, 对伊穆±500 k V直流输电线路G52P-39型号杆塔用ATP-EMTP软件进行仿真计算, 结果如表2所示。

从表2可以看出, 杆塔接地电阻对直流输电线路的反击耐雷水平有一定的影响, 直流输电线路的反击耐雷水平随着杆塔接地电阻增加而减小[6]。

2.2 不加装避雷器线路绕击结果分析

2.2.1 地面倾角对雷电绕击跳闸率的影响

考虑山地、丘陵、平原三种地理情况下应用改进电气几何模型计算部分伊穆±500 k V直流输电线路杆塔的绕击跳闸率, 统计得出三种地形情况下雷电绕击跳闸率如表3所示。

由表3不难看出, 随着地面倾角的增大, 雷电绕击跳闸率也随之显著增加[7]。

2.2.2 线路极性对雷电绕击跳闸率的影响

通过对伊穆±500 k V直流输电线路杆塔进行绕击跳闸率进行计算, 可以看出线路正极平均绕击跳闸率要明显高于线路负极性绕击跳闸率, 这主要是因为中国雷害中绝大部分为负极性雷, 而正极性线路的工频电压对负极性的雷云先导发展有较强的引雷作用[8]。

3 加装避雷器的耐雷水平

3.1 线路避雷器安装方案

选定伊穆±500 k V直流输电线路主要塔型G52P-39型号杆塔进行研究, 根据中国架空输电线路运行规范中的要求, 对雷击跳闸率不合格的杆塔加装一台避雷器, 安装情况如图6所示。其中纵坐标0代表不安装避雷器, 1代表安装避雷器。

塔型G52P-39绝缘子型号为FXBZ-±500/160, 导线型号为ACSR-720/50。地线型号分别为GJ-100和OPGW-100, 保护角为10°。

3.2 安装线路避雷器反击耐雷水平分析

G52P-39型杆塔安装避雷器前后反击耐雷水平如表4所示。由表4可知, 伊穆±500 k V直流输电线路G52P-39型号杆塔安装避雷器后, 其反击耐雷水平均可达到400 k A以上, 能可靠保护线路不发生反击跳闸事故。

I1—改造前的反击耐雷水平;I2—改造后的耐雷水平。

3.3 安装线路避雷器绕击耐雷水平分析

G52P-39型杆塔安装避雷器前后绕击耐雷水平如表5所示。

Imax—线路最大绕击电流;I1—改造前线路耐雷水平;I2—改造后线路绕击耐雷水平。

由表5可知, 伊穆±500 k V直流输电线路G52P-39型号杆塔安装避雷器后, 其绕击耐雷水平显著提高, 均大于其最大绕击电流, 能可靠保证线路不发生绕击跳闸事故。

3.4 避雷器吸收能量和放电电流

雷电流流经避雷器时, 避雷器吸收能量为

由上式可得G52P-39杆塔在反击和绕击情况下避雷器最大吸收能量Wm和放电电流Im, 结果如表6所示。

I—改造后的耐雷水平;Wm—最大吸收能量和Im—放电电流。

根据中国架空输电线路运行规范的设计要求, 500 k V直流线路避雷器的最小吸收能量为1898 KJ, 要求冲击耐受电流为100 k A。根据表6计算结果, 伊穆±500 k V直流输电线路G52P-39型号杆塔安装线路避雷器后, 完全能够满足安全可靠运行要求。

4 结论

1) ±500 k V直流输电线路反击耐雷水平随着杆塔高度的增加而减小, 随着接地电阻的增大而减小。

2) ±500 k V直流输电线路绕击率随着地面倾角的增大而增大, 导线的极性对雷电先导有明显的吸引作用。

3) ±500 k V直流输电线路安装线路避雷器可有效提高线路的耐雷水平, 避免发生绕击和反击跳闸事故。

摘要：为研究直流输电线路防雷保护措施, 以蒙东伊穆±500 k V直流输电线路为背景, 采用电磁暂态软件ATP-EMTP分析±500 k V直流输电线的反击耐雷特性, 采用改进电气几何模型分析±500 k V直流输电线的绕击耐雷特性。计算了线路避雷器能够满足耐受的放电电流和最大吸收能量, 同时研究了线路避雷器对±500 k V直流输电线的保护效果。

关键词：EMTP,电气几何模型,耐雷性能,避雷器

参考文献

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输电线路避雷器篇7

关键词：输电线路,氧化锌避雷器,运行安全,脱离器

1 前言

氧化锌避雷器在故障情况下很容易造成系统短路引发长时间停电, 而且因故障点难以查找。脱离装置是安装于避雷器上的一种自我保护装置。电网正常运行状态下, 避雷器承受雷电过电压和系统操作过电压, 一般的外界电动力、机械力作用, 以及周围环境温度变化的情况下, 脱离装置不会动作脱离。而在避雷器劣化及其发展过程中, 脱离装置会有效动作, 将避雷器同电网隔离, 避免故障范围扩大, 并可让运行管理人员直观、及时发现运行中避雷器的劣化情况, 排除故障。

2 安装脱离装置的必要性

1) 可方便及时发现运营中劣化的避雷器, 无须通过复杂的检测手段。

2) 可让劣化的避雷器及时脱离系统运营。

3) 可实现避雷器免维护效果。

综上所述可以看出, 新装的MOA带脱离器可有效提高避雷器运行的可靠性, 在运的MOA加装分离式脱离装置可弥补其原先的不足, 有效减小故障的影响。

3 氧化锌避雷器劣化机理

氧化锌阀片的老化是指在各种外加应力及外界因素作用下, 其性能及电气物理参数发生变化, 逐渐偏离起始性能指标。在湿度较大环境中工作的MOA, 因温度的变化引起的呼吸作用及密封不良导致阀片受潮并引起阀片的性能变化, 电位分布不均匀产生的局部放电引起的化学反应也可能导致阀片性能变化。这些都是阀片老化的根源。实验研究表明, 氧化锌阀片老化主要集中在预击穿区, MOA的预击穿区也就是在工作电压作用下的老化区。老化后的氧化锌阀片阻性电流和功耗曲线都会发生偏移, 随老化时间的增加有较明显的增加, 而且阀片的整体电阻率逐渐下降。从MOA劣化机理来讲, 减少运行中的小电流和过电压作用, 都可有效的减小其劣化速度。

一般的在线检测难以检测到避雷器的劣化, 特别是在电力线路中使用的MOA, 因此, 减少其故障比较有效的手段就是在其劣化过程中, 劣化到一定程度, 短路发生前期, 使之脱离运行, 在不影响线路运行的情况下对其进行检测。

4 脱离装置的型式

4.1 熔丝式脱离装置

是利用熔丝在避雷器短路情况下, 工频大电流作用导致热崩溃, 熔丝熔化断开, 将避雷器与线路分离。目前基本未形成产品应用, 理论上是否定的, 仅在学术上是一个起点。

4.2 热爆式脱离装置

其工作原理是:串联在避雷器上的脱离装置设置有一个小的间隙, 间隙上旁路一个容值较小的电容C2, C2与避雷器本体电容C1组成一个分压器, 作为放电间隙的一个电极的热爆管在其下面。当避雷器正常工作的时候, 瞬态过电压释放, 由于C2》C1, 此时C2下的压降不足以让间隙放电, 过电压通过C2泻放。由于热爆管只有在一定的热容量下才会动作, 避雷器动作后, 正常的工频续流热爆管是不会动作的, 而氧化锌避雷器非劣化情况下, 基本没有工频续流, 当然不会动作。只有避雷器失效, 间隙不能灭弧的时候, 间隙放电电弧引起的热效应才会使得热爆管动作, 此时引爆脱离装置薄弱环节, 使避雷器脱离线路, 起到保护作用。

其缺点一是热累积效应, 即多次连续重复的较大幅值电流流过时有可能使热爆管上的热量积累到一定的程度而误动作, 二是结构复杂。现在国内、外应用的大多为该类型的脱离装置。

4.3 热熔式脱离装置

其工作原理是:与避雷器相串联的部分用低焊点、高强度的合金焊接起来, 当避雷器出现故障的时候, 故障电流通过该接点, 使低熔点合金熔化、脱开, 该连接部件动作使避雷器与系统脱开。由于其运行不稳定性, 现在已很少应用。

4.4 分频分流式脱离装置

该装置是在综合克服了热爆、热熔型的一些缺陷后新研制出的, 选用了特殊设计的放电电极, 使用了高频电容电感元件, 避雷器正常动作情况下, 不经过脱离部件, 而在避雷器劣化情况下, 工频小电流作用实现脱离功能。

该装置尤其适宜在重雷区、操作频繁的线路上使用, 缺点是制造工艺较为复杂, 电极材料比较昂贵, 因此, 生产成本较高。在110kV及以上的应用还只是起步阶段。

5 脱离装置的试验

1) 能量耐受试验:

2ms方波试验20次; 4/10us大电流冲击试验2次; 8/20us放电电流耐受2次。

2) 机械强度试验:

在运行温度下承受一定的拉力 (300N) , 脱离装置不动作;脱离装置连接部件低熔点合金机械强度试验。

3) 安秒特性试验:

劣化发展阶段的小电流区, 属微安 (0.02～1A) 级别的试验;电弧电流激增区 (1.2～5A) ;脱离加热区 (5～1000A) 。

4) 低温安秒特性试验:

主要针对热熔式脱离装置而言的, 在小电流发热区受周围温度影响, 该型脱离装置的灵敏度有很大的变化, 因此有必要做试验检验。

6 脱离器安装形式

脱离装置的安装形式可以多种多样, 原则是必须与在运的避雷器串联连接。保证脱离器分离线路后, 接地部分与带电体要有足够的绝缘距离也是必需的。脱离装置安装于避雷器上端还是下端, 则视具体情况而定。实例见图1。

7 结束语

综上所述, 为实现氧化锌避雷器安全、免维护运营效果, 除了在制造工艺上提高氧化锌避雷器的自身可靠性外, 安装合适的避雷器脱离装置是一种有效的途径, 而且运营中的成本也降低。

参考文献

[1]IEC61024-1-2, 建筑物防雷.

输电线路避雷器篇8

关键词：避雷器,防雷效果,耐雷性能,防雷改造

220kv输电线路应用地区广泛, 雷电事故的频发使得线路运行受到了极大的挑战。通化地区所属输电线路处在山区, 地形较为复杂, 易发生雷击事故[1]。为了减小输电线路雷击故障, 国内外提出并运用了线路避雷器来减小雷击事故。本文对加装避雷器所取得的防雷效果进行了对比, 并对影响耐雷性能的因素进行了分析, 最后验证了加装避雷器的安全性, 为防雷改造提供了参考。

1仿真模拟参数和机理

采用分段线性化来模拟对避雷器的伏安特性;采用分段传输线模型模拟杆塔;用TACS模块来模拟杆塔接地电阻;雷电流波形取2.6/50μs的双指数波形;采用相交法来作为绝缘子串闪络的判据。

2不同个数避雷器的防雷效果

线路避雷器加装个数的不同, 耐雷性能的提高程度也不同, 但避雷器提高耐雷性能的原理是相同的。在研究过程中, 着重分析在一个杆塔上加装避雷器对提高耐雷水平的影响, 当然为了更有效地提高耐雷水平, 也可在相邻杆塔上加装避雷器。以通化地区所属线路参数为基础, 对长郑线036#杆塔进行仿真计算, 比较加装不同个数避雷器时线路的耐雷水平 (考虑杆塔接地电阻对耐雷水平的影响) , 结果如表1所示。

由表1可看出: (1) 036#杆塔三相都装避雷器较无避雷器时线路的耐雷水平提高了3到4倍, 提高的程度较大, 可见加装避雷器对于提高线路耐雷性能的效果是非常显著的。 (2) 只在受雷塔C相装一支避雷器与无避雷器相比, 线路的耐雷水平提高了1.2倍到1.4倍[3]。提高的程度较小, 其原因是加装线路避雷器使得塔顶电位基本不变。

3反击耐雷性能分析

3.1杆塔接地电阻的因素分析

用电磁暂态软件ATP-EMTP对长郑线036#号杆塔进行了仿真计算, 得到的计算结果如表1所示, 由表1可得出:加装避雷器前后, 杆塔接地电阻对反击耐雷水平影响较大, 随着杆塔接地电阻的增大, 线路的反击耐雷水平减小[4]。

3.2杆塔呼高的因素分析

在杆塔接地电阻相同的情况下, 对受雷塔进行仿真计算, 比较036#杆塔在不同呼高情况下, 加装避雷器前后的反击耐雷水平, 结果如表2所示,

由表2可得出: (1) 比较加装避雷器前后的反击耐雷水平, 可见加装避雷器提高反击耐雷水平效果是非常明显的[5]。 (2) 无避雷器时, 线路的反击耐雷水平随着杆塔呼高增加而减小。主要有两方面原因:杆塔呼高越高, 线路总的引雷面积较大, 雷击次数易增加。杆塔呼高越高, 雷电入地反射波返回塔顶所需时间相对较长。

4绕击耐雷性能分析

目前分析线路绕击普遍采用的是电气几何模型 (如图1所示) 。电气几何模型的主要特点是击距和雷电绕击率大小均和雷电流幅值有关。击距公式为:

式中rs-击距, m;IM-雷电流幅值, k A;

在分析绕击时, 地面倾角对绕击耐雷性能的影响是较大的。通过作图, 可得出不同地面倾角时的最大击距, 并计算出最大绕击雷电流[7]。对036#杆塔进行仿真计算, 可得出安装避雷器前后220k V输电线路的绕击耐雷水平, 结果如表3所示,

由表3可得出: (1) 地面倾角对绕击耐雷性能有影响, 随着地面倾角的增大, 绕击耐雷水平减小。 (2) 加装线路避雷器显著提高了长郑线036#杆塔绕击耐雷水平, 绕击耐雷水平均大于最大绕击雷电流, 能有效降低绕击跳闸事故的发生。

5避雷器吸收的雷电放电能量和放电电流

避雷器能够吸收雷电放电能量来提高线路的耐雷水平[8]。雷电放电电流流经线路避雷器时, 避雷器吸收的能量WZno为

式中f-雷电流作用时间;

i (t) , u (t) -放电电流, 作用电压;

由上式可得长郑线036#杆塔避雷器在反击和绕击情况下避雷器吸收的的最大雷电能量Wm和避雷器承受的放电电流Im, 结果如表4所示。

其中I-安装避雷器后的耐雷水平;

Wm-最大吸收雷电能量;

Im-放电电流;

根据我国标准输电线路运行设计要求, 220 k V氧化锌避雷器额定电压为200k V, 其能量吸收能力为3k J/k V, 最大吸收能力为9.2 k J/k V[9]。由表4计算结果可得出:长郑线036#杆塔安装的避雷器完全能够吸收不同雷电流幅值下的雷电放电能量, 036#号杆塔完全能够满足安全可靠运行要求。

6结论

6.1避雷器安装方式对耐雷水平有影响, 装设3支避雷器比装设1支避雷器防雷效果要好得多[10]。

6.2 220kv输电线路反击耐雷水平随着杆塔呼高而减小, 随着接地电阻增大而减小。加装线路避雷器显著提高了线路的反击耐雷性能, 有效地降低了反击跳闸事故的发生。

6.3 220kv输电线路绕击耐雷水平随着地面倾角的增大而减小, 绕击率随着地面倾角的增大而增大。安装线路避雷器显著提高了绕击耐雷性能, 有效地降低了发生绕击跳闸事故的发生。

6.4线路避雷器能够承受较大雷电流幅值下的雷电放电能量, 因此采用避雷器是可行的, 具有安全可靠性。

参考文献

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