经济避雷措施

经济避雷措施（共6篇）

经济避雷措施 篇1

10kV高压架空线路, 其电压等级相对较低, 供电范围较小, 避雷措施的要求相对较低, 随之而来的避雷措施的灵活性较高, 如何实现符合要求的避雷水平, 最低的建设、或改造成本是很多山区10kV架空线路需要解决的问题。

1 架空线路避雷措施

1.1 架设避雷线

架设避雷线的主要作用是防止直击雷, 这种措施避直击雷效果好, 相对费用高。一般, 线路电压越高, 避雷线的避雷效果越好。通常110kV以上的架空线路的供电范围大, 用户多, 全线都应架设避雷线。特别重要的供电线路或500kV及以上的架空线路都应架设双避雷线。

1.2 降低杆塔接地电阻

这种措施可以降低雷击杆塔时的电位升高, 这种措施一般配合避雷线、避雷针、线路避雷器等。

1.3 加强线路绝缘

加强线路绝缘就是采用高电压等级的绝缘子即:适当增加绝缘子串片数, 或绝缘材质的横担, 特别是线路过河、过沟壑、过公路的杆塔。这种措施效果一般, 相对费用低。

1.4 安装避雷针

安装避雷针就是采用高出杆塔线路等比保护物的导体, 将雷电引过来, 并通过杆塔引下线, 将雷电引入大地, 这种措施效果较好, 相对费用较低。

1.5 安装线路避雷器

当雷击过电压超过避雷器的保护限值时, 避雷器导通, 让雷电流进大地, 从而限制了电压升高, 保护了线路, 一般线路靠变压器一侧需要加装。线路避雷器费用要高一些。

2 负荷分类

按突然中断供电引起的损失程度分类:

一级负荷:是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起周围环境严重污染的;将会造成经济上的巨大损失的;将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。

二级负荷:是指突然中断供电会造成经济上较大损失的, 连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等;将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。

三级负荷:是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷

3 雷击易发区

一般来说, 雷击易发区有以下几种情况:

(1) 雷击位置经常在土壤电阻率较小的土壤上, 如:金属矿床的地区、河岸、地下水出口处。

(2) 高耸突出的建筑物容易遭受雷击。在旷野, 比较孤立、突出, 不是很高的建筑物也比较容易遭受雷击, 如:在田野里的凉亭、草棚等。

(3) 金属结构的建筑物、内部有大型金属体的厂房, 或者内部经常潮湿的房屋, 如牛棚等。

4 山区线路的雷击特征表现

这里仅根据多年的直接、间接经验, 当然主要是参照延安炼油厂和延安石油化工厂 (以后简称石化厂) 的多年运行经验总结, 山区线路有着下列一些重要表现特征。

4.1 瞬时 (或短时) 近区多点, 多相遭闪击

一次雷击掉闸时间内, 或是几分钟内, 近区多点, 多相绝缘子遭雷闪击, 相距范围多有在2公里左右的, 这与资料书上所说的, 雷云块放电往往会有多先导, 多分支的现象相一致。

4.2 杆位遭重复雷击

杆位受重复雷击, 这比平原地区的线路要突出得多, 与雷电日水平的差别也有关系, 如从延安炼油厂多趟架空线路20多年雷击统计数据发现一个约4.6公里的区域遭雷击的次数占了约60%, 此段重复雷击杆数占了本段杆数的28.5%。这说明:山区线路地形愈复杂, 雷电日水平愈高, 杆塔遭受重复雷击概率越高。易遭重复雷击的杆位所处地形具有一般规律, 它们是: (1) 雷电活动强烈区段, (2) 山峰大跨越及高差大跨越, (3) 向阳坡上高位杆, (4) 高坡半岛型的脊背上, (5) 陡峭悬崖头上, (6) 濒临水域的高坡处。

显然这些特殊地形原因, 导致了最易遭受雷电闪击。

4.3 弱点突出易遭雷击

山区线路本身存在相对的耐雷薄弱点时, 也会发生频遭雷击, 如:杆塔处地阴过大, 转角杆大保护角的外跳线、无加强措施的耦合地线终端杆污秽瓷串、拉线间隙不当等不良情况。

5 山区10kV架空线路经济避雷措施

山区10kV架空线路经济避雷措施就是根据负荷重要级别再针对线路的风险来源、地形地貌、杆塔结构等具体条件采用不同的避雷措施, 来达到防雷避雷的作用。例如大跨度过河架空线路宜采用避雷线, 就10kV而言采用单根避雷线即可, 这种做法:成本上比装线路避雷器、避雷针大, 施工费用也大, 但这种地形要达到相应的避雷效果就需要在经济性上做出让步;在山脊上连续的几个10kV杆塔也宜用单根避雷线, 山脊也是雷电容易伤害到的位置, 同样需要在经济性上做出让步。而上山、下山、山沟里的杆塔则宜根据线路的重要级别根据地形灵活选用。上、下山线路段, 线路附近有高大乔木时, 由于乔木在雷雨天气引雷效果很好, 就10kV而言该段线路就可根据线路重要级别少装或不装避雷设施;上、下山线路段的转角杆、塔一般要加装避雷措施;在平坦开阔拐角处的杆、塔一般也需要装线路避雷器或避雷针。三级负荷线路在背阴狭长山沟里的杆、塔则可不用任何避雷措施。有些山区地下有金属矿藏, 雷电发生率很高, 等等这些地区纳入经济因素考虑, 合理的选用避雷措施, 可以尽最大可能节省费用, 大幅度降低架空线路的成本。

6 应用案例

2013年石化厂针对马家湾水场至石化厂10kV架空线路进行了避雷设施安装。

6.1 马家湾水场至石化厂的10kV架空线路

马家湾水场至石化厂的10kV架空线路共计4.5公里, 采用单回路供电主要保障厂里生活用水, 短时停电不会导致较大经济损失, 属三级负荷。如果采用全线路避雷线或每根杆都加装线路避雷器、针, 明显不划算。实际避雷施工中采用避雷针进行重点位置防护。在高位水罐处的2号杆, 处于拐角位置的6、13、15号杆, 过深沟的7、8号杆各安装一套避雷针, 避雷针做引下线与接地网连接, 引下线采用钢芯铝绞线裸线, 接地网采用杆下四个方向地埋镀锌接地扁铁, 埋深均大于0.8米, 接地完工后实测阻值均在5欧左右, 低于行业标准10欧;在变压器一次侧的24、25号终端杆, 安装线路避雷器。其余杆塔不是位置较低, 就是周围有高大乔木, 均不加装任何避雷设施。该趟线路共需要避雷针6套, 线路避雷器2套, 接地网8组。这样一来无论材料、施工都做到最经济。该趟线路运行至今已经历两个雷电多发季, 均未因雷电原因导致线路供电中断。相比2010年至2012年, 每年都至少有一起雷电导致供电中断事故, 效果十分明显。

6.2 核算这趟线路加装避雷设施费用

实际项目是按包工包料的方式进行的, 这里只列出相关的材料及施工的参考费用:每个避雷针按500元算, 每组线路避雷器按1000元算, 每组接地网材料按500元算。

马家湾10kV线路加装避雷设施实际发生费用 (该线路有90根杆) :

500元*6+1000元*2+500元*8+5万元施工费=5.9万元

该线路全程加装避雷线预计最小费用 (施工费很保守) :

30元*4500米+500元*8+7万元施工费=20.9万元

该线路全线加装线路避雷器预计最小费用 (8组接地网不够, 施工费也很保守) :

1000元*90+500元*8+7万元施工费=16.4万元

该线路全线加装避雷针预计最小费用 (8组接地网不够, 施工费也很保守) :

500元*90+500元*8+7万元施工费=11.9万元

通过价格对比分析明显本次施工的方案最经济;再对比分析避雷效果, 明显本次施工的方案效果最好。

7 结束语

综上所述, 本文对山区10kV架空线路经济避雷措施进行粗浅的分析与探讨, 希望为山区10kV架空线路成本控制提供有益的参考, 笔者也希望通过本文的粗浅阐述, 使更多的人认识到, 山区10kV架空线路加装避雷设施除了考虑技术因素外, 针对10kV架空线路本身的特点及山地地形气候特点, 纳入经济因素分析能使架空线路成本控制与防雷效果实现双赢, 对同类10kV架空线路项目起到一些借鉴作用。最后, 结合延安石油化工厂马家湾水场10kV高压架空线路进行实例分析。以上内容意在给每位读者一个直观的参考。

摘要：随着我国经济发展的不断加快, 山区高压架空线路不断增多, 对高压架空线路避雷要求也越来越高。在实际工程项目中, 难免会出现避雷设施支出较大, 直接导致高压架空线路成本控制难度增大。所以, 如何合理的处理10kV高压架空线路避雷与成本控制这对矛盾, 做好相关的探讨尤为重要。结合多年对山区高压架空线路的施工、运行维护经验, 对山区10kV高压架空线路经济避雷措施进行探讨。

关键词：山区,高压架空线路,经济避雷措施

参考文献

[1]王雷.浅析架空线路的防雷保护措施[J].科技博览, 2012:305.

[2]吴伟智.架空输电线路的防雷措施[J].电气时空, 2009:25-26.

[3]高军, 杜群.山区架空输电线路防雷措施的探讨[J].电力建设, 2013, (71) .

刍议避雷针的技术改进措施 篇2

关键词：35KV变电站,防雷,接地调度分析

35KV防雷的主要目的是为了避免雷电过电压对电气设备造成破坏, 并使用相关措施降低雷击对电气设备造成的危害。通常使用避雷网、避雷线、避雷针等进行防雷。作为防雷装置的主要构成部分, 接地装置可以有效避免变电所所等建筑物遭受雷击。所以, 做好变电站的防雷与调度分析具有重要意义。

1 案例介绍

某地区为强雷活动区, 土壤的平均电阻率为510 p.Ω, 平均雷爆日为72日。变电站的终端变电站为35k V, 一共有七条出线, 一条进线, 面积为46.2×25.2m2。分别使用两个单独的避雷针来对变电站中的电气设备进行保护。避雷针的高度为29m, 距离为47.3m。该变电站于2013年7月13日遭到雷击, 线路出现了跳闸, 造成了严重的经济损失。

2 分析事故原因

一般情况下, 变电站被雷击损害主要源于以下两个方面:

(1) 雷电击穿线路, 过电压顺着线路侵入到变电站中。

(2) 雷电直接击中变电站。

2.1 雷电直击变电站的保护分析

通常使用避雷线、避雷针来保护直击雷。经过实践证明, 所有按照规定设计避雷针的变电站, 很少会有绕击事故和反击事故出现。每100个变电站大约会出现0.3次反击和绕击事故。直击雷按照以下原则进行保护:

(1) 避免雷电直击。为了避免设备在使用过程中被雷击, 要在避雷针可保护范围中防止保护设备。

(2) 防止出现反击。当避雷针受到雷击时, 避雷针对地面的电位会非常高, 如果保护设备和避雷针直接的距离较近, 在受到雷击后, 避雷针和保护电气之间会产生放电的现象。

2.1.1 分析避雷针的保护范围

变电站两根避雷针的高度为29m, 站内受保护气体的高度为h1, 最大高度为8.1m, 公式1如下:

在公式 (1) 中, hx为被保护物探的高度, 单位为m, h为避雷针的高度, 单位为m。高度影响系数为P, 由于h≤30m, 设P=1, 经过计算, 避雷针的最高高度为8m时, 单根避雷针的保护范围为29m, 在两个避雷针的联合保护下, 根据以下公式进行计算:

在公式 (2) 中, 两根避雷针间保护范围的最低点高度为h0, 单位为m, 两根避雷针之间的距离为D, 单位为m。

在公式 (3) 中, Bx两个避雷针hx水平面上的保护面积的最低宽度, 经过计算, Bx=22.7m, h0=23.1m, 由此可知, 变电站中的所有设备和建筑物都在直击雷的保护范围中。雷击事故不是避雷针保护范围小造成的。

2.1.2 分析反击变压器

当反击变压器受到雷击后, 雷电流会从接地装置和避雷针经过, 避雷针上的电位非常高。如下图1所示。

假设高度h时, 避雷针的电位为Uk, 接地装置的电位Ud, 根据如下公式:

在公式 (4) 中, 避雷针的冲击接地电阻为Rch, 单位为Ω, L指的是长度为h避雷针的电感, 避雷针的电流为iL, 单位为KA。为了保证避雷针和被保护物体之间的安全距离Sk距离。假设击穿空气间隙的场强为Ek, 那么Sk要满足如下公式:

通常情况下, SK的距离要低于5m, 并且避雷针和变电站主变之间的距离要控制在5m以内。表面上看, 该变电站避雷针和主变之间的距离达到了规定要求, 但是在对避雷针工频接地电阻进行测量后, 发现电阻为110Ω, 大于规定的10Ω。经过计算, 本变电站避雷针的电阻为55Ω, 代入到公式中经计算后, 保护物体和避雷针直接的距离应超过12m, 而实际距离只有5m, 很容易产生反击事故。

2.2 雷电侵入波的保护方法

考虑到该地区经常会出现落雷的情况, 变电站、发电厂很容易受到雷电波的危害, 为了保证避雷器可以更好的对电气设备进行保护, 需要保证避雷器的电流幅度值在5KA以内。并且需要保证波陡度在允许值以内。虽然线路会限制从线路侵入的雷电波, 但是线路的绝缘水平要高出变电站电气设备和发电厂电气设备, 如果不进行防护, 很容易导致变电站电气设备被损坏。调查显示, 一年中我国100个变电站红出现雷电侵入波事故的次数大约为0.687次。

对于这种情况, 为了将设备上的过电压控制在冲击耐压值以内, 要将避雷器安装在母线或进线段。为了限制入侵雷电波的陡度以及避雷器的雷电流, 要在变电站和发电厂的进线上设置进线保护段。考虑到受保护电气设备和避雷器之间的距离会对避雷器的保护效果造成影响, 作为变电所中的核心设备, 变压器的绝缘水平不高, 因此要将避雷器安装在距离变压器比较近的位置, 要保证变压器不管在什么情况下, 都可以受到避雷器的保护。

虽然变电站上安装了常规的阀型避雷器, 和主变电气之间的距离大概保持21m左右, 表面上来看达到了规定要求, 但是经过实际检查发现, 该变电站的进线段没有进行保护, 既没有设置简单的进行段保护, 也没有设置1~2km的避雷线, 很明显这和要求是不符合的。由于进线段没有被保护, 雷电波会从距离变电站比较近的地方侵入到变电站中, 假设从距离变电站0.1km的距离开始侵入, 最严重的危害是入侵雷电波的值为线路绝缘的50%冲击闪络电压, 并且电压有直角波头。因为这时冲击电压已经远远超出连接电晕的半径, 在此侵入波的影响下, 会有冲击电晕出现在线路上, 造成波头变长、波形变形的情况出现。并根据如下公式计算雷电波的陡度:

在公式 (6) 中, 来波幅值为U, 导线的平均高度为hd, 单位为m。进线长度为L, 单位为km。而变压器上过电压的最高值可以使用如下公式进行计算:

在公式 (7) 中, 避雷器的残压为Ub-5, 雷电波的波速为v, 单位为km/s。避雷器距变压器电气距离为l2, 单位为m。设Ub-5=134kv, U=350kv, hd=14m, k=0.7m, 经过计算, 变压器过电压的最高值为600.5kv, 超出了耐受电压。因此, 这也是都在变压器被雷击的一个因素。

3 35KV变电站的防雷改进措施

改进措施一:首先使用一个直径为2.4m的圆环布置在一号避雷针的四周, 并使用膨润土降阻剂降低避雷针的接地电阻。实践证明, 变电站工频的接地电阻大约为9.8Ω, 达到了规定值10Ω的要求。

改进措施二:根据实际的环境情况, 避雷线架设在距离变电站1km左右的距离, 并将保护角设置为20°, 将金属氧化物避雷器按照在进线段的首段, 在距离隔离开关较近位置安装金属氧化物避雷器, 并利用进线段首段避雷器来对入侵雷电波的幅值进行限制, 利用开关处的避雷器保护断路器和开关。不仅可以很好的对限制入侵雷电波的陡度, 并且可以限制入侵电波的限值, 以最坏的情况进行计算, 变压器过电压的最高值UT=181.2, 明显小于变压器冲击的耐压值。

改进措施三:使用具有良好性能的金属氧化物避雷器对普通的阀门型避雷器进行替换, 减小避雷器残压值的大小, 有效提升变电战中电气设备之间最大电气保护之间的距离。

4 结论

总而言之, 作为配电网的枢纽和核心, 35KV变电站运行可靠性直接影响了配电网的稳定性。本文以实际案例为例, 分析了变电站受到雷击事故的原因, 并根据具体的原因, 提出了整个措施, 对变电站防雷的不足之处进行了弥补, 保证了电网运行的稳定性和安全性。

参考文献

[1]何仰赞, 温增银, 王馥英, 周勤惠.电力系统分析[M].武汉:华中理工大学出版社, 2002:56-57.

[2]程学启, 杨春雷, 咸日常.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力1999, (08) :33.

浅议有线电视网络避雷措施的改进 篇3

自上世纪八九十年代有线电视开始发展以来, 我市有线电视网络迅猛发展, 但是整个网络对雷电的抗击力却十分脆弱, 尤其夏季的雷阵雨又十分频繁, 有线电视网络设备及钢绞线等也会感应到强电压, 会被击损坏。这些农村地区, 就很明显了, 危害相当大, 因此很有必要采取各种保护措施来确保防雷。现我们根据多年的实践, 总结出了一些防雷措施以及防雷设备的改进经验, 为其他有线电视网络的同仁们提供参考。

1防雷接地装置的改进

有线电视网络的避雷通常想到的就是人为地用接地线接地, 把雷电引入大地。以前通常的做法是把该接地线只要与有线电视网络设备的网络干支线连在一起就行了, 如果避雷接地线与设备的接地线相连, 一旦遭雷击时, 就会瞬间感应到极高的电压, 很容易击坏有线电视设备, 但这种做法是不可取的, 现正逐渐被淘汰。所以我们改变以往的做法:1.接地线的要求:在有线电视网络的干线上可以用大于φ3.0多股钢绞线与角钢、扁钢或接地棒牢固焊接, 要求确保接地线对电阻小于4Ω, 而且两至三档杆路须单独接地。2.接地棒的要求:在干线中采用φ16mm, 长2m;在支线中采用φ14mm, 长1.8m, 如土壤干燥的地方, 接地棒要埋地下深些, 最好不少于3m。3.接地的方式:光接机器、放大器等重要的网络设备须单独接地, 两个接地线改变了以往的连在一起的做法, 全部独立连接至大地, 防变以往将线路钢绞线作为接地线的简单方法。

另外, 按照不同的土壤成分, 电阻率范围可以从几个欧姆到几千欧姆, 而且增加土壤的湿度可以迅速降低其电阻率。因此, 接地体应该尽可能地安装到地下水位线下或永久性的地下水位。还有土壤的PH值也会影响电阻率, 所以, 在安装任何接地装置之前, 应检测土壤的酸碱度, 以确定在特定的土壤条件下, 哪种金属的接地器能保证接地装置有最长的使用寿命。而我市主要的土壤就是碱性偏重, 现有一部分用作实验的接地体就是考虑针对碱性土壤这一因素而改进的电解质接地系统。

该接地系统是由全铜精工制造的接地主体、体内由电解质填充剂、体外固体填充剂和分子焊接高温熔接剂及专用熔接设备共同组成, 能够有效地实现接地电阻低、工作接地电阻长期稳定、耐腐蚀性强、能持续负载大电流, 确保最高导电性能及长期的使用寿命 (外部填充剂与内部填充剂的结合使用可以形成导电性极强的渗透液逐渐流到接地体底部周围的土壤中, 起到缓各降阻作用, 从而保持阻值的稳定性。就像大树的根部一样, 逐渐生出接地根, 时间越长, 根就越长、越广、越深, 以致地阻越来越小) 。该接地系统这样设计, 就是考虑到了它能不断地自动释放出活性电解离子, 大大降低了土壤的电阻率, 整个系统能够长期处于离子交换的状态中, 使得周围土壤的导电性能可以始终保持在较高的水平, 使得应用在各种复杂的地理环境中, 并可长期 (就如我市碱性土壤为例, 20年以上) 无需维护保养, 省下不少经费。

2防雷保护设备的改进

通常情况下, 有线电视网络设备被雷电击坏的大部分的故障是电源部分的故障, 习惯上在供电电源上安装耐压值低的氧化锌压敏器件, 并在电源输入端安装放电管和保险丝, 但是在这种情况下, 一般都采用小功率的压敏电阻和气体放电管, 无论雷电压多大, 均会出现断路, 造成不能正常工作, 所以很难承受一般的、小型的感应雷电的击打。

为此我们经过多次的实践改进, 改造出了一种防雷电涌保护器 (以下简称防雷保护器) 来解决这个技术性的难题。该保护器有泄压放电电路、报警电路与保险装置组成。 (该泄压放电电路采用压敏电阻均为大功率的压敏电阻, 能有效防止市电的交流电源进入产生的相叠加的瞬间电压;该保险装置采用磷铜保险片, 与泄压电路能将叠加电压快速有效对地释放, 这样可以遭受多次从供电电源进入的感应雷电而不会受其影响, 能正常工作, 也解决了以往的在压敏电阻与电源脱开后, 造成二次损坏网络设备的技术难题) 。

本防雷保护器是技术改进方式:该保护器改变了以往的连体式的铝合金外壳结构。1) 现外壳是由塑钢外壳组成, 分上下壳体, 上、下两块壳体之间涂有不导电的密封硅胶, 以作绝缘处理, 改变了以往的连接导线。2) 在下方装有电源线、接地线以入网络设备的电源插口, 电源插口隐蔽在外壳下方, 能有效地防止雨淋。3) 在保护器内装有雷电保护的电子线路板和元器件。电子线路还是采用原来的泄压电路、报警电路和磷铜保险装置。泄压电路Ⅰ由大功率压敏电阻R1、R2、R3等组成, 采用限制电压为560V;泄压电路Ⅱ包括气体放电管V, 限制电压为470V;磷铜保险片由磷铜保险片BX1、BX2、和BX3构成。报警电路电容C、整流二极管D、蜂鸣器Y、带触点开关K构成。在这次技术改造中, 电子线路中的大功率压敏电阻R1、R2分别接地改成了串联并接地, 用导线连接到保护器接地螺丝上 (如图1) 。同时把磷铜保险片BX1的一端与大功率压敏电阻R1另一端相连, 而磷铜保险片BX1另一端接电源线L端, 同样磷铜保险片BX2的一端与大功率压敏电阻R2另一端相连, 磷铜保险片BX2另一端接电源N端, 而大功率压敏电阻R3一端直接与电源L端相连, 另一端与磷铜保险片BX3相连, 再连接到电源N端;电容C1一端与电源N端相连, 电容C1的另一端与蜂鸣器Y1与整流二极管D1并联后相连, 另一端与带触点开关K1以及带触点开关K3的一端相连;电容C2一端与电源L端相连, 电容C2的另一端与蜂鸣器Y2与整流二极管D2并联后相连, 另一端与带触点开关K2相连。气体放电管V一端与电源L端相连, 另一端电源N端相连, 起到将叠加电压快速有效对地释放的作用。

采用磷铜保险片保险装置, 当被雷电击打时, 压敏电阻自身的温度会升高, 由于采用低熔点焊锡焊接, 焊锡便熔化, 磷铜保险片便会自动弹开, 从而不会造成电路短路, 不影响网络设备的正常工作。

值得关注的是, 以上所述的磷铜保险片在用低温焊锡与压敏电阻焊接时, 改变了磷铜保险片与压敏电阻一面呈平行状态安装, 采用垂直安装方式, 并把磷铜保险片末梢的长度略长于压敏电阻的中心约2mm, 有效地防止压敏电阻的发热会直接导致保险片的失灵。压敏电阻的中心位置必须预焊锡焊牢, 焊锡点直径大于磷铜弹片宽度2mm。焊锡点不宜太小, 如焊锡点太小, 在雷电击打时焊锡容易发热至熔点而导致磷铜保险片与压敏电阻脱离。

本防雷保护器改造后的优点:该保护器轻巧, 便于安装, 通流容量大, 抗雷击能力强, 对接地线要求低。

值得一提的是, 当电路瞬间产生雷电过电压或操作过电压时, 大功率压敏电阻立即导通, 向电源另一端释放电压, 快速将两端电压释放, 同时也对地释放电流。几乎同时气体放电管V将多余残压释放。

当雷电击中电源L线时, 电流因电压的作用迅速流经R1, 向地线泄放电压。如果没有接地线电压会向其它压敏电阻继续泄放到N线上, 但此时的残压仍然较高。经过多次实践证明, 从L线进入的雷电才会产生较高的电压, 但能从一定程度上防范, 但雷电一般情况下很难从N线进入, 这也是防雷保护器技改的一个新亮点。

在图2中, 建议每隔一放大器或光机安装一只防雷保护器, 可以使整个网络设备都能有效地避雷。如果光机前端的线路用的是光缆, 那么防雷器可以直接安装在光机上, 没有必要使用信号分离器, 直接使用过流分支即可。

在图3中, 为了更有效地防雷击, 建议每一放大器或重要的有线电视设备均安装一只防雷保护器, 可以将雷击坏设备的损失降至最小。

3结束语

有线电视防雷的措施或设备是形形色色的, 同时现有的技术对防雷能起到一定的效果, 从某种意义上说能有效地避雷, 但只能说是让损失减少一些而已, 并未做到从本质上防雷, 所以说能让雷电不击坏有线电视网络设备, 或把雷电应用起来, 才是每个从事有线电视的技术的新的挑战。

摘要：本文就是针对避雷这一问题, 通过接地线以及对防雷设备的改造, 提出了一些独创性设计思路并实践应用于有线电视网络系统。

关键词：防雷,接地装置,防雷电涌保护器

参考文献

[1]刘修文.数字电视技术实训教程[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]冯治库.离子接地棒.中国专利全文数据库[P], 2004.

经济避雷措施 篇4

1 氧化锌避雷器劣化检查

2008年5月16日, 该公司马店供电所一天内出现3组氧化锌避雷器击穿故障 (天气晴朗) 。攻关小组现场检查了氧化锌 (瓷式) 避雷器1组 (1996年出厂, 1997年投入使用, 使用期11年) , HY5WS-17/50型避雷器2组 (2002年出厂, 2002年投入使用, 使用期6年) 。

1.1 外形检查

通过对氧化锌避雷器 (瓷式) 碎片外观检查发现, 螺丝严重锈蚀, 无裂纹痕迹, 但是内侧螺杆底部严重锈蚀, 内圈胶垫出现多处裂纹, 垫层铜片变黑, 4只电阻块均有灰尘, 铁筒和压簧严重锈蚀。这说明该避雷器是由于渗水导致金属物锈蚀的。如图1所示。

检查HY5WS-17/50型硅橡胶氧化锌避雷器, 其底座与横担固定部位有放电痕迹。通过拆解, 发现上端有一个弹簧压紧多垫层的铜片和云母片在塑料绝缘筒内, 中间有5只圆形氧化锌电阻块, 第四和第五只电阻块中间加了一个镀锌铁筒, 避雷器底座金属物有放电痕迹。说明该氧化锌避雷器遭受雷电压时通过底部向外放电。如图2所示。

1.2 预防性试验

调查得知, 2006年4月8日胡原1号、2号氧化锌避雷器进行了试验, 三相绝缘电阻阻值为2 500 MΩ。规程要求大于1 000 MΩ, 电压10.80～11.75 kV, 直流泄漏电流为0.009～0.039 mA, 结论合格。

1.3 绝缘电阻测量

用2 500 V兆欧表对图1所示一只氧化锌电阻块进行测量, 绝缘电阻阻值为10 MΩ, 而正常值应高于100 MΩ, 测得其他各片绝缘电阻阻值分别为50, 70, 100, 120 MΩ。分别测量图2所示硅橡胶氧化锌电阻块, 绝缘电阻阻值为120, 200, 200, 300 MΩ。

1.4 直流泄漏试验

对瓷式氧化锌避雷器中的一只电阻块进行直流泄漏试验, 直流电压加到5 kV时泄漏电流已达3 mA。正常一只氧化锌电阻块在5 kV直流电压时的泄漏电流应低于0.2 mA, 可见氧化锌电阻块阻值发生了变化。

而对硅橡胶氧化锌避雷器的一只电阻块进行直流泄漏试验, 直流电压加到5 kV时泄漏电流为0.009mA, 电阻块阻值符合要求。

1.5 劣化原因分析

通过对图1所示氧化锌避雷器的螺丝底部锈蚀、胶垫多处裂纹、铜片变黑、电阻块的灰尘、铁筒和压簧锈蚀的情况分析, 可知避雷器劣化是由于雨水渗入避雷器内部, 氧化锌避雷器电阻块在温度变化的作用下, 低温时湿度降低、高温时湿度上升, 自然形成气流呼入呼出流通的趋势而导致灰尘渗入, 从而加速了电阻块劣化程度, 导致了在晴朗天气避雷器击穿的故障。

通过对图2氧化锌避雷器的底部电击痕迹和横担上往日电击痕迹分析, 虽然硅橡胶避雷器是目前密封最好的产品之一, 但是由于雷电高电压的作用, 没有可靠的接地装置仍然是不行的, 因为放电接触面处于不良状态, 会导致高温电弧使避雷器底座硅胶垫损坏。

有关避雷器事故统计表明, 一是受潮劣化缺陷是造成避雷器异常和发生故障的主要原因;二是专业变压器用户使用不允许入网的氧化锌避雷器, 因其电阻块抗压标准较低、质量差, 导致了异常故障的发生。

2 电网防雷措施

2.1 输电线路加装防雷电装置

采用由9支消雷针组成的导体伞形阵列消雷器, 直接安装在线路电杆顶部。根据直击雷形成特点以及放电特性、放电前导感应机理, 利用雷云电荷感应特性, 在地面与雷云之间形成强大的电场能量, 使消雷器在雷电作用下自然形成对应电荷电场, 由于消雷器的特殊结构, 加强了尖端放电效应, 使消雷器在雷电先到达之前形成强大的异性电荷积聚, 形成均匀球形电场, 充分中和、消除雷电带电粒子, 达到防直击雷目的。如图3所示。

2.210 kV线路加装防雷装置

2008年5月17～26日, 攻关小组成员采用变电站避雷针设计原理, 结合配电线路的防直击雷保护特性进行互补, 增强防雷能力, 避免雷电直击线路档中央, 将雷电经避雷针把雷电流直接泄入大地, 可有效防止雷击线路造成故障跳闸。安装方式为:在每条线路上安装2组避雷装置, 避开通信信号塔1～2km, 在易遭雷击的重点线路电杆上独立安装, 以及在土壤电阻率小、变化大的地段电杆上安装。该供电公司依据电网运行结构和雷电危害规律, 对故后、故上、长水、长罗、马店、小界、小王、小中、杨河9条10 kV线路安装了18组防雷装置。如图4所示。

2.3 35 kV变电站固定式避雷器更换为可挑式避雷器

针对2007年8月35 kV小界变电站连续出现2次避雷器故障, 造成大面积停电, 且抢修时间达5 h以上, 攻关小组于2008年6月, 将8座35 kV变电站10 kV出口门型架和1号杆固定式氧化锌避雷器共计33组, 更换为可挑式避雷器, 有效防止了大面积故障停电。如图5所示。

2.4 安装避雷器防雨绝缘护套

对台区固定式氧化锌避雷器, 攻关小组进行了避雷器加装绝缘护套的试点。方法是将避雷器引线由直线型改成S型, 这样雨季可以排水。绝缘护套具有防水和预防金属锈蚀等作用, 从而延长氧化锌避雷器使用寿命。如图6所示。

2.5 更换不合格避雷器

经济避雷措施 篇5

1.1 MOA爆炸案例1

2010年9月城郊某110 k V变电站10 k V馈线F18线路进行停电检修, 21:00左右完成检修并恢复送电。在F18断路器合闸的瞬间, 其开关柜中的MOA爆炸, 导致主变低后备保护动作, 进而使得主变低压侧开关跳闸, 造成了大面积停电事故。

MOA爆炸原因分析: (1) 10 k V MOA在选型时要考虑单相接地运行的情况, 在单相接地时中性点不直接接地系统允许持续运行2 h, 这是为了提高供电可靠性的需要。该110 k V变电站的10 k V中性点是经消弧线圈接地的, 爆炸的MOA型号为Y5WZ-12.7/45, 即UR=12.7 k V, UC=6.6 k V, 显然UR、UC的取值偏低。在UC选择偏低的情况下, MOA需要长时间地承受工频电压的波动, 特别是在发生系统单相接地时, 其需要承受线电压, 这更是加快了MOA老化的过程。而UR选择偏低就造成MOA的起始动作电压偏低, 甚至低于某些暂态过电压的最大有效值。一旦存在较长时间的暂态过电压, 就会使得MOA反复动作从而出现热崩溃[1]。 (2) 爆炸的MOA所采用的瓷绝缘外套已运行多年, 事后根据对与其同期投运的其他开关柜中MOA的检查, 可以发现这些MOA的瓷外套上都存在比较严重的污秽。这是因为安装在开关柜中的MOA难以经常停电进行清扫, 久而久之, 就出现了比较严重的污秽。污秽所造成的危害主要是易引起污闪, 对瓷套的绝缘性能降低较大。此外, 瓷绝缘外套另外一个缺点就是随着时间的推移, 其密封胶圈就会慢慢失效。 (3) F18馈线是架空与电缆混合的线路, 其中占大半为电缆。由于电缆存在比较大的容抗, 当短路合闸瞬间, 在这个暂态过程中, 电源的电压将对线路的电容以及电感充电。充电过程中, 将在回路产生一个高频振荡的过程, 从而形成暂态过电压。这个振荡过程中所累积的能量最终导致该MOA发生爆炸。

1.2 MOA故障案例2

2009年8月, 某110 k V变电站值班人员对I母B相避雷器进行雷雨后检查, 发现其在线监测仪测量到的泄漏电流超标达1.4 m A, 随即又用红外热像仪对Ⅰ母三相避雷器进行了红外测温。对红外图谱进行分析后发现B相避雷器上部第三节的瓷瓶相比于其他两相有很明显的发热点, 温度为37.4℃, 而正常相的温度为28℃, 此时环境温度为20℃。据此可初步判断B相避雷器的内部可能发生了绝缘损坏故障。

发生故障的避雷器是2001年投运的Y10W-108/268W1型避雷器, 经过停电检测发现, 避雷器直流参考电压在1 m A直流电流条件下为36 k V, 与规程所要求的145 k V相差太多。因此可确定该避雷器内部存在缺陷, 对其进行解体检查, 该避雷器下部的密封圈已严重变形, 且法兰内部以及部分紧固螺丝都存在明显锈蚀痕迹, 这说明B相避雷器内部已经严重受潮。

1.3 MOA故障案例3

2009年11月, 某110 k V变电站试验人员在进行避雷器带电检测试验时发现该站Ⅱ母C相避雷器全电流为其他两相的1.8~2倍, 阻性电流则为3~4倍, 已远远超过了相关试验规程的规定值。后经停电进一步试验, C相避雷器直流1 m A电压为90 k V, 而交接试验值为154.3 k V;0.75U1m A下的泄漏电流则为78μA, 而交接试验值为18μA, 试验数据严重超标。

故障原因分析:发生故障的避雷器型号为HY10W2102/266, 2009年12月在该避雷器制造厂家对发生故障的避雷器进行了解体检查。避雷器的外观较为完好, 解体后发现其隔弧筒并无明显的裂纹及缝隙, 但避雷器上部存在空腔, 注胶排气孔与外部并没有进行密封, 同时还发现其中存在明显的水滴, 电极也有锈蚀痕迹, 而其下部及弹簧并未有明显锈蚀痕迹。通过与厂家沟通得知, 在避雷器封装出厂前, 均应采用合成材料来对注胶排气孔进行封实、填满, 以保证避雷器的密封性能。但现场解体的故障避雷器的注胶排气孔并没有填实, 导致外界潮气由此进入避雷器内部, 造成了其内部阀片受潮, 使得避雷器各项指标下降, 无法满足运行要求[2]。

2 避雷器爆炸事故的防范措施

2.1 加强避雷器的运行监督

避雷器的受潮是一个长期的积累过程, 特别是运行时间超过10年的避雷器, 其受潮导致内部故障的概率是很大的。因此要特别注意加强运行中避雷器的监督。

(1) 要加强定期巡视, 并注意记录避雷器计数器的泄漏电流数据。通过每个月对记录的数据进行分析并绘制曲线, 及时掌握泄漏电流的变化情况, 一旦发现有突然增大等异常情况, 就要及时汇报, 并对避雷器进行进一步的带电试验或停电试验。 (2) 加强每年雷雨季节前的避雷器带电测试, 一旦发现阻性电流值超过初始值的1.5倍的情况, 就应缩短检测周期, 并进行红外检测诊断。而一旦检测到阻性电流值为初始值2倍, 就应立即进行停电检查。

2.2 正确选取避雷器

要根据避雷器额定电压、持续运行电压等参数来正确地选择避雷器, 确保其在运行过程中满足相应的运行要求。此外, 在避雷器安装之前为防范避雷器密封不良, 应对避雷器进行严格的密封性测试。

2.3 严格做好避雷器的停电预试和带电测试

对于避雷器的相关试验, 一定要严格按照规程要求进行。那些运行年限较长的避雷器还应缩短停电试验和带电测试的周期。此外, 在雷暴日较多的地区, 避雷器的高压年试可以相应增加一次, 即两次分别在雷雨前后进行, 这样可以更好地掌握避雷器的运行状况[3]。

2.4 增设避雷器监测器

通过增设避雷器监测器, 将避雷器监测器与避雷器串联运行, 可以对避雷器的动作次数进行记录, 还可以实时地对避雷器泄漏电流的变化进行在线监测。而泄漏电流变化的相关数据可以及时地反映出避雷器运行过程中因机械缺损或内部受潮等造成的异常情况, 尽早采取措施防止发生事故。

2.5 利用红外热像仪对避雷器运行进行监测

应普及红外热像仪在避雷器运行监测中的应用, 利用红外热像仪对避雷器的热像图谱进行分析, 一旦发现温度分布不正常时, 就要进行跟踪监测或停电试验, 避免发生事故。此外, 在避雷器的日常维护中, 也要及时对污秽进行清扫。

3 结语

避雷器的故障及爆炸事故的原因主要是由于设备制造的缺陷、安装质量不良以及运行维护不当等造成的。因此需要在设备选型、安装调试、运行维护和定检预试等方面严格把关, 才能有效地控制避雷器故障及爆炸事故的发生。

参考文献

[1]潘静, 吴漠云.一起氧化锌避雷器爆炸事故分析及防治措施[J].安徽电力职工大学学报, 2003 (9) :38～39

[2]张科, 原会静, 秦旷, 等.河南电网几起氧化锌避雷器故障分析及对策[J].河南电力, 2011 (2) :22～24

经济避雷措施 篇6

近年来,线路雷击跳闸次数居高不下,为降低雷击跳闸率,采取了多种防雷措施[1,2,3]:(1)降低接地电阻;(2)安装可控避雷针;(3)安装防绕击针;(4)安装避雷器。降低接地电阻是提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的根本措施,而接地电阻 与地形地貌和接地结构有关,因此,一旦地形地貌确定,从接地结构角度,降低接地电阻理论上可行,但实际操作难度较大;根据运行经验,可控避雷针和防绕击针防雷效果并不明显,而线路避雷器防雷效果较为显著。但由于现行线路避雷器安 装工艺不同,导致避雷器安装施工效率较低,难以适应大规模安装 避雷器的需求。

为提高线路避雷器的安装施工效率,本文分析了现有主要的3种安装避雷器的施工工艺,得出了导致避雷器安装施工效率低下的最主要的原因,并据此提出了改进避雷器安装、提高避雷器施工效率的措施,结果显示,改进后的避雷器安装工 艺大大减少了所需施工人力,节约了施工时间。

1500kV线路避雷器安装工艺现状

500kV线路避雷器现有安装工艺主要有以下几种[4]:(1)整体起吊,先安装塔身侧,后安装导线侧。主要不足为:一支避雷器全长约12.5m,因此该方式要求场地工作范围较大,尤其对于山区,施工起来具有很多不便;一支避雷器净重约215kg,导致起吊过程中尾 绳不好控 制,因此该方 式所需施 工人员较多,仅地面拉绳就至少需10人;安装后,若拉杆过长或过短,需重新放松回铁塔侧对拉杆进行调整,而且调整难度较大,浪费时间和人力。(2)整体起吊,先安装导线侧,后安装塔身侧。该方式相对第一种,除了要求场地工作范围较大、在山区实施 难度较大、地面需至少10人等不足外,也具有一定的 优势:拉杆除了过短时调整难度较大,过长时调整起来则相对较容易,不过较浪费时间和人力。(3)分段起吊,先安装塔身侧,后安装导线侧。相对于上述2种方式,该方式对场地要求不 高,适合在任意地形开展,且起吊过程中尾绳较好控制,地面所需人员 也至少需10人,另外在拉杆过长时较好调整,但拉杆过短时由于要放松回铁塔侧使 得又增加 了施工难 度,也比较浪 费时间和人力。

综合上述3种方式,可见影响避雷器安装工艺效率的主要因素为:场地工作环境、地面施工所需人员、拉杆调整。而拉杆的调整基本上在每支避雷器安装时都会存在,由于每基杆塔的呼高、转角、高差、档距都不一样,导致每基杆塔的塔 身至导线距离不一样,为了同时保证避雷器下均压环对导线2.5m和对塔身4.0m这2个距离的要求,从而对拉杆的长度和夹具的安装位置的要求都会不一样,经常出现的状况是避雷器安装好了后才发现距离不够,因此便需要花大量的时间和人力对避雷器进行调整。所以笔者认为避雷器安装过程中,拉杆调整难度较大是导致避雷器安装效率低下的最主要的原因。

2500kV线路避雷器安装工艺改进方法及效果

为了解决拉杆调整难度大导致浪费大量时间 和人力的 问题,基于现有避雷器安装常用工艺(3),笔者提出了避雷器安装工艺的改进方法:(1)在安装避 雷器时,铁塔侧夹 具暂时不 固定,在夹具安装位置附近加挂一个1.5t或3t葫芦;(2)避雷器采取分段起吊,第一节的拉杆先连接到葫芦上,依次连接 组装好避雷器后,先使导线侧就位,然后利用葫芦来调整前 面已提及的2个距离的要求。由此可以灵活地确定拉杆数量 和夹具的安装位置,从而可以有效减少地面施工人员的数量和劳动强度,提高避雷器的安装质量,节省工作时间。

为了验证避雷器安装工艺 改进方法 的效果,在2011年度鄂西三峡地区的峡江Ⅰ、Ⅱ回线路避雷器安装过程中,使用了该改进方法,相对于原有安装工艺,其地面所需人数和施 工作业时间变化情况如图1和图2所示。

由图1可以看出,原有避雷器安装工艺地面所需人数至少10人,而现在只需6人即可,人数减少了40%;由图2可以看出,按照原有避雷器安装工艺,安装一支避雷器所需施工时 间至少需3h,而按改进安装工艺,安装一支避雷器仅需1h即可,施工时间缩短了66.6%。

由上述分析可知,笔者所提避雷器安装工艺改进措施效果较为显著,大大缩短了施工时间,减少了地面所需施工人数,提高了避雷器安装施工效率。

3结论

为提高避雷器安装施工效率,本文在原有避雷器安装工艺的基础上,提出了避雷器安装工艺的改进措施,并在现场避 雷器安装中进行了应用,得到以下结论:(1)该改进工艺将地面所需人数减少了40%,节约了人力资源;(2)该改进工艺将单支避雷器安装施工时间缩短了66.6%,大大节约了施工时间。

此外,该改进工艺可 以较为快 速地将避 雷器安装 到线路上,为提高线路的耐雷水平、降低线路的雷击跳闸率提供一 定的保证。

摘要：为提高500kV线路避雷器安装的施工效率,分析了现有避雷器安装工艺的不足,考虑拉杆调整难是导致避雷器安装效率低的最主要的原因,提出了避雷器安装工艺的改进措施,并对改进措施进行了效果分析。结果表明,改进了的安装工艺将施工时间缩短了66.6%,施工人数减少了40%,大大提高了避雷器安装的施工效率,为线路大规模安装避雷器、降低雷击跳闸率提供参考。