35kV线路防雷措施分析_免费论文全文下载

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【摘要】根据工作实践，通过对雷害的分析，提出了35kV架空线路防雷的措施，达到减少架空线路雷击跳闸事故的目的，保证线路的安全运行和对用户不间断地供电。

【关键词】线路防雷;雷击形式;接地阳极
一、萍乡市湘东供电公司35kV线路现状
湘东供电公司共有35kV线路10条，线路长度约145km，半数以上的线路处于丘林地带的小山区和水网平坦地带，线路起始两端1～2km的线路架设架空地线，线路中间绝大多数的线路长度无架空地线，杆塔采用金属或混凝土。
二、35kV线路雷击统计及雷害的形式
根据多年运行经验分析，架空线路故障一半以上是雷击引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低架空线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率，确定雷击区和易遭雷击的线路及杆塔，便于针对性地做好防雷工作，确保线路的安全运行。
三、雷害的形式
雷击造成的事故称为雷害事故，雷击引起线路闪络，一般有两种形式。
（1）反击
雷电击在杆塔或避雷线上，此时作用在线路绝缘上的电压达到或超过其冲击放电电压，则发生自杆塔到导线的线路绝缘反击。其电压等于杆塔与导线间的电位差。雷击杆塔时，最初几乎全部电流都流经杆塔及其接地装置，随着时间的增加，相邻杆塔参与雷电流泄放入地的作用愈来愈大，从而使被击杆塔电位降低。为此，要求提高 35kV线路无架空地线的绝缘水平外，还应降低线路架空地线接地电阻。
（2）绕击
雷电直接击在相线上。电击的概率与雷电在架空线路上的定向和迎面先导的发展有关，若迎面先导自导线向上发展，就将发生绕击。一般与导线的数目和分布，邻近线路的存在，导线在档距中的弛度及其它几何因素等都有关系。为此，要求加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻，重雷区的线路架设耦合地线等。
四、35kV架空输电线路的防雷保护
架空线路每年要经受几次到几十次的雷击，雷电击中导线时，伴随着很大的电流流过，在相导线上所产生的冲击电压会达到绝缘不能承受的高电压。35kV中性点绝缘系统的线路常采用金属或混凝土电杆，因为这些线路的绝缘强度很低，实际上任何一次击中架空地线的雷电，都可以引起从地线到导线的反击，故在这些线路上采用避雷线是不合适的，一般只在进出线两端安装一小段，对这些线路来说，最有效的提高耐雷水平的措施，是装设避雷针、避雷器和保护间隙，雷区活动频繁的线路，应使用耦合架空地线。
架设避雷线是架空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电直击导线，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。
在无避雷线的线路段，且多雷区及易击点或在山顶高位的杆塔，可在杆塔顶部装设避雷针，作为防雷保护，但应改善杆塔的接地。
为了减少雷击对输电线路安全运行的影响，通常采取多种防雷措施，主要有：降低杆塔接地电阻;架设避雷线;提高线路绝缘水平;加装耦合地线等等。但在防止绕击雷对线路造成影响及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题上，仍不能找到有效的解决方法。为此，迫切需要采取一些新的技术措施来提高线路杆塔的耐雷水平，以减少雷击跳闸率。
1.线路避雷器安装之前的准备工作
线路避雷器主要是用于降低送电线路的雷击跳闸率，而非限制操作过电压，因此线路避雷器宜使用带串联间隙型，并且，安装之前要做好准备工作。
2.进行规定的电气试验
避雷器安装投运前应进行规定的电气试验。测量其绝缘电阻、直流1mA下的电压U1mA及电压为75%U1mA下的泄漏电流，测量结果应与出厂数据比较无明显变化，并应符合规程规定。表1为肇庆四会供电分公司部分线路避雷器的出厂试验和交接验收试验结果。安装过程中要按要求安装好串联间隙，安装投运后要检查并记录计数器的动作情况，以便日后能够对其他线路作分析比较。
3.安装线路避雷器的定点原则
a）线路的运行经验。对线路投运至今的运行情况进行分析，确定易遭雷击的杆塔，分析确定是绕击还是反击。b）线路途经的地形、地貌以及邻近影响。现场勘察线路经过的地段，特别对经过鱼塘、河流及山地等地段的线路要重点分析，记录有可能因地形、地貌条件而使线路杆塔遭受雷击的地段，一般经过此路段的杆塔优先考虑。c）杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距。根据线路投产时设计杆塔的接地电阻要求及实际接地电阻值，确定不符合接地电阻设计要求的杆塔并进行改造，对于因地质条件限制而无法达到要求的优先考虑。d）综合以上因素分析，结合交通条件，确定线路避雷器安装的最佳地点。
避雷线受雷击后不应使线路绝缘发生闪络，需降低线路杆塔的接地电阻，或适当加强线路绝缘，对个别杆塔可使用避雷器，雷区活动频繁的线路地段应架设耦合架空地线。
降低线路杆塔的接地电阻，可利用：①增加接地极的埋深和数量;②外引接地线到附近的池塘河流中，装设水下接地网;③换用电阻率较低的土壤;④在接地极周围施加降阻剂等办法。
对于山顶上且高土壤电阻率无避雷线的杆塔和横担接地，并采用连续伸长接地体将每基杆塔的接地装置连接起来的措施，形成一条低电阻通道，可以防止杆塔顶部和杆塔附近的地面突出物的雷电场强发生畸变，即防止线路遭受雷击，同时提高了线路杆塔的平均高度，减少了杆塔、避雷线等投资费用。
适当加强线路绝缘，及时更换线路的零值瓷绝缘子，对雷区的直线杆塔，在保证导线对地安全距离和对杆塔各部件空气间隙的条件下，每相加一片绝缘子增加线路的绝缘，使线路能够耐受感应雷。
为防止雷电绕击线路，对于雷区活动频繁的线路地段应架设耦合地线，即在35 kV线路原有避雷线的基础上，在下层导线的下方3 m处架设一条架空地线，但要考虑到对地的安全距离，其目的是防止雷电绕击线路，保证线路的正常运行。
线路绝缘受冲击发生闪络不能使线路转变为两相短路故障，不导致跳闸，就是使输电线路发生闪络后，不建立稳定的工频电弧，或减少线路绝缘上的工频电场强度。
采用自动重合闸装置，或用双回路供电，线路即使跳闸也不至于中断供电。
对35kV线路采用自动重合闸装置，消除雷击及其它引起的瞬间故障，是减少事故停电的一种措施，同时防止系统故障扩大。
35kV及以上变电站和重要用户的供电，应采用双回路供电方式，但双回路线路应采用不平衡的绝缘方式，即一条线路采用悬式绝缘子，另一条线路采用合成绝缘子，保证线路被雷击或发生严重污闪事故后，不至于两条线路同时停电，增加线路耐雷、耐污能力，确保供电的延续性。
五、湘东供电公司实际采用的防雷方法
根据湘东供电公司时间情况，采用新技术――新接地形式即在电杆下埋入接地阳极，每一基造价3000-5000元，而接地电阻可由原来的无穷大降为10Ω以内，大大的提高了雷击时雷电电流向大地泄漏的水平，保护了线路设备的健康运行。
2013年对麻白线频繁落雷点的杆塔装设接地阳极后，2014年麻白线跳闸次数减到2次，比07年的15次减少了13次，降低率达到87%。效果十分明显。
六、 结语
通过对雷电的观察，主要是雷击地点较为集中时，雷击伤害程度大、时间长、雨量大，由于对线路做了大量的防洪、防雷的前期准备工作，所以在雷雨发生时，110kV及以上线路未发生跳闸故障，但35kV架空线路发生的故障比往年多，损坏的程度较往年严重，通过对雷害的分析，提出35kV架空线路防雷的措施，不断地总结35kV架空线路和无避雷线的线路防雷经验，达到减少35kV架空线路雷击跳闸事故的目的，保证线路的安全运行和对用户不间断地供电。
参考文献
[1]《电气装置工程施工及验收规范》中国建筑工业出版社.
[2]《避雷器安装运行规范》.
[3]《送电线路运行规范》.

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