高壓輸電線路防雷措施探討(修改)

1、-作者xxxx-日期xxxx高壓輸電線路防雷措施探討(修改)【精品文檔】緒論輸電線路是電力系統(tǒng)的大動脈，它將巨大的電能輸送到四面八方，是連接各個變電站、各重要用戶的紐帶。輸電線路的安全運行，直接影響到了電網(wǎng)的穩(wěn)定和向用戶的可靠供電。因此，輸電線路的安全運行在電網(wǎng)中占據(jù)舉足輕重的地位，是實現(xiàn)“強電強網(wǎng)”的需要，也是向工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、廣大人民生活提供不間斷電力的需要由于我國地處溫帶（部分地區(qū)屬于亞熱帶氣候），所以雷電活動比較強烈。漫長的輸電線路穿過平原、山區(qū)、跨越江河湖泊，遇到的地理條件和氣象條件各不相同，所以遭受電擊的機會較多。據(jù)統(tǒng)計，我國電力系統(tǒng)各類事故、障礙統(tǒng)計中，輸、配電線路的雷害事故占有很大

2、的比例。由于輸電線路對于保“網(wǎng)”的重要地位，如何減少輸電線路的雷害事故成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的一項重要課題。 輸電線路雷害事故引起的跳閘，不但影響電力系統(tǒng)的正常供電，增加輸電線路及開關(guān)設(shè)備的維修工作量，而且由于輸電線路上的落雷，雷電波還會沿線路侵入變電所。而在電力系統(tǒng)中，線路的絕緣最強，變電所次之，發(fā)電機最弱，若發(fā)電廠、變電所的設(shè)備保護不完善，往往會引起其設(shè)備絕緣損壞，影響安全供電。由此可見，輸電線路的防雷是減少電力系統(tǒng)雷害事故及其所引起電量損失的關(guān)鍵。做好輸電線路的防雷設(shè)計工作，不僅可以提高輸電線路本身的供電可靠性，而且可以使變電所，發(fā)電廠安全運行得到保障。關(guān)鍵字：輸電線路 防雷 雷擊 摘

3、要：文章通過對雷擊放電過程的分析以及高壓送電線路雷擊跳閘產(chǎn)生的原因，在進行線路防雷工作時，提出一些合理的防雷方式，以提高送電線路耐雷水平。1.防雷設(shè)計防雷設(shè)計原則線路防雷保護首先在于抓好基礎(chǔ)工作，目前國內(nèi)外在雷電防護手段上并沒有出現(xiàn)根本的變化，很大程度上要依賴傳統(tǒng)的技術(shù)措施，只要運用的好，仍然是可以信賴的。對已投入運行的線路，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的地貌、地形、地質(zhì)以及土壤狀況和接地電阻的合理水平給出正確的評價，找出可能存在的薄弱環(huán)節(jié)或缺陷，因地制宜地采取措施。防雷設(shè)計方法目前，我國輸電線路防雷設(shè)計主要有以下幾個方面：1 理選擇線路路徑；2 設(shè)避雷線；3 低桿塔接地電阻；4 部分地段裝設(shè)避雷器；提高線路整

4、體絕緣水平。這幾種方法在目前的輸電線路防雷設(shè)計中運用得非常多，在線路路徑受地形和投資限制，選擇范圍不大的情況下，架設(shè)避雷線，降低桿塔接地電阻、裝設(shè)避雷器、提高線路絕緣水平成為防雷設(shè)計的主要方法。避雷線、桿塔接地電阻、避雷器、線路絕緣的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)在各類規(guī)程和技術(shù)規(guī)范都有較為詳細的闡述。在選擇設(shè)計輸電線路的防雷設(shè)施時，應(yīng)按照當(dāng)?shù)氐睦埸c活動情況、系統(tǒng)的中性點接地方式、輸電線路的絕緣情況、有無自動重合閘或備用自投裝置、負荷的重要程度等各項條件來綜合考慮，并按照技術(shù)經(jīng)濟比較的結(jié)果來做出決定采用最佳保護方案。在輸電線路防雷設(shè)計中，必須緊密結(jié)合當(dāng)前電力生產(chǎn)和建設(shè)中的課題，不斷收集和積累各種數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)常總結(jié)

5、防雷保護工作中的經(jīng)驗教訓(xùn)，提出新的更加有效地保護技術(shù)措施，制造相應(yīng)的保護裝置，以滿足不斷發(fā)展的電網(wǎng)要求。輸電線路防雷保護工作必須一切從實際出發(fā)，要充分聽取各種意見，科研、設(shè)計、施工和運行部門應(yīng)緊密結(jié)合，通力協(xié)作，根據(jù)當(dāng)?shù)乩纂娀顒忧闆r和電力網(wǎng)的具體特點等，進行充分的技術(shù)經(jīng)濟論證，保證防雷保護的設(shè)計方案技術(shù)先進、方案合理。2.雷擊跳閘分析 高壓輸電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關(guān)：線路絕緣子的50%沖擊放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。高壓輸電線路各種防雷措施都有其針對性，因此，在進行高壓輸電線路設(shè)計時，我們選擇防雷方式首先要明確高壓輸電線路遭雷擊跳閘原因。2.1高壓輸電線路

6、繞擊成因分析 根據(jù)高壓輸電線路的運行經(jīng)驗、現(xiàn)場實測和模擬實驗君證明，雷電繞擊率(lgPa)與避雷線對邊導(dǎo)線的保護角()、桿塔高度(h)以及高壓輸電線路經(jīng)過的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對山區(qū)的桿塔，我們的計算公式是：lgPa= 山區(qū)高壓輸電線路的繞擊率約為平地高壓輸電線路不可避免會出現(xiàn)大跨越、大高差擋距，這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié)；一些地區(qū)雷電活動相對強烈，使某一區(qū)段的線路較其他線路更容易遭受雷擊。2.2高壓輸電線路反擊成因分析 雷擊桿塔頂部或避雷線時，雷電電流流過塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓合成的電位差超過高壓輸電線路絕緣閃絡(luò)電

7、壓值，即Uj>U50%時，導(dǎo)線與桿塔之間就會發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)、加強高壓輸電線路絕緣都可以提高高壓輸電的耐雷水平。在實際設(shè)計中，我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。Ij=U50%絕緣子串（或塔頭帶電部分與桿塔構(gòu)件的空氣間隙）的50%沖擊放電電壓。k導(dǎo)線和架空地線的耦合系數(shù)k0導(dǎo)線和地線間的幾何耦合系數(shù)桿塔的分流系數(shù)Rch桿塔的沖擊接線電阻，Lgt桿塔電感，Hhd桿塔對地平均高度，mhk桿塔橫擔(dān)對地高度，mhg桿塔高度，mhb避雷線對地平均高度，m3.高壓

8、輸電線路設(shè)計防雷措施 大量運行經(jīng)驗表明，線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區(qū)，或稱為易擊區(qū)。線路若能避開易擊區(qū)，或?qū)σ讚魠^(qū)線段加強保護，則是防止雷害的根本措施。實踐表明，下列地段易遭受雷擊：雷暴走廊，如山區(qū)風(fēng)口以及順風(fēng)的河谷和峽谷等處；四周是山丘的潮濕盆地，如桿塔周圍有魚塘、水庫、湖泊、沼澤地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等處；土壤電阻率有突變的地帶，如地質(zhì)斷層地帶，巖石與土壤、山坡與稻田的交界區(qū)，巖石山腳下有小河的山谷等地，雷易擊與低土壤電阻率處；地下有導(dǎo)電性礦的地面和地下水位較高處；當(dāng)土壤電阻率差別不大時，例如有良好的土層和植被的山丘，雷易擊于突出的山頂、山的

9、向陽坡等。高壓輸電線路的絕緣水平 高壓輸電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強零值絕緣子的檢測，保證高壓輸電線路有足夠的絕緣強度是提高線路耐雷水平的重要因素。我們在設(shè)計高壓線路時充分比較各種絕緣子的性能，分析其特性，認為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點，并且絕緣子本身具有自潔性能良好和零值自爆的特點。特別是玻璃石熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能，所以設(shè)計中我們要多考慮采用玻璃絕緣子。降低桿塔的接地電阻 高壓輸電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高高壓輸電線路耐雷水平的基礎(chǔ)，是最經(jīng)濟、有

10、效的手段。對于土壤電阻率較高的疑難地區(qū)的線路，則應(yīng)跳出原有設(shè)計參數(shù)的框框，特別是要強化降阻手段的應(yīng)用，如增加埋設(shè)深度，延長接地極的使用，就近增加垂直接地極的運用。增設(shè)耦合地線 根據(jù)規(guī)程規(guī)定：在雷電活動強烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段，可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)增大，并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流，從而提高高壓輸電線路的耐雷水平。適當(dāng)運用高壓輸電線路避雷器 由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓輸電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。目前在全國范

11、圍已使用一定數(shù)量的高壓輸電線路避雷器，運行反映較好，但由于裝設(shè)避雷器投資較大，目前只能根據(jù)特殊情況少量使用。 采用中性點非有效接地方式 多年來的運行經(jīng)驗表明，在電力系統(tǒng)中的故障和事故，至少有60%以上是單相接地。但是，當(dāng)中性點不接地的電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時，仍然保持三項電壓的平衡，并繼續(xù)對用戶供電，使運行人員有足夠時間來尋找故障點并作即使的處理。35kV及以下電力系統(tǒng)中采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。這樣可以補償流過故障點的短路電流，使電弧能自行熄滅，系統(tǒng)自行恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，降低故障相上的恢復(fù)電壓上升的速度，減小電弧重燃的可能性，使雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動消除，不

12、致引起相間短路和跳閘。而在二相或三相落雷時，由于先對地閃絡(luò)的一相相當(dāng)于一條避雷線，增加了分流和對未閃絡(luò)相的耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平和線路供電可靠性。因此，對35kV線路的鋼筋混凝土桿和鐵塔，必須做好接地措施。裝設(shè)自動重閘裝置 由于線路絕緣具有自恢復(fù)性能，大多數(shù)雷擊造成的閃絡(luò)事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此，安裝自動重合閘裝置對于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據(jù)統(tǒng)計，我國110kV及以上的高壓線路重合閘成功率達75%-95%，35kV及以下的線路成功率約為50%-80%.規(guī)程（SDJ7-79)要求：“各級電壓線路應(yīng)盡量裝設(shè)三相或單相自動重合閘”。因此

13、，各級電壓等級的線路均應(yīng)盡量安裝自動重合閘裝置。加裝線路自動重合閘作為線路防雷的一種有效措施，在線路正常運行中和保證供電可靠性上都發(fā)揮了積極的作用，但應(yīng)對瞬時故障加強巡視，分析和判斷，并及時予以查清處理，防止給線路安全運行留下隱患。合理選擇輸電線路絕緣配合 絕緣配合要綜合考慮電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中可能承受的各種電壓（工作電壓及過電壓）、保護裝置的特性和設(shè)備絕緣對各種作用電壓的耐受特性，合理地確定設(shè)備必要的絕緣水平，以使設(shè)備的造價、維修費用和設(shè)備絕緣故障引起的事故損失，達到在經(jīng)濟和安全運行上總體效益最高的目的。 4.輸電線路設(shè)計注意事項作為線路運行檢修部門，我們希望在進行輸電線路設(shè)計時還應(yīng)該注意以

14、下幾點：在選擇高壓輸電線路路徑時，應(yīng)盡量避開雷電多發(fā)區(qū)或?qū)Ψ览撞焕牡胤?；對易受到雷擊的桿塔接地，要盡量降低接地電阻。在選擇避雷方式時也要充分考慮本地區(qū)的防雷經(jīng)驗及特點，選用合適的避雷方法。對于雷擊多發(fā)區(qū)也應(yīng)當(dāng)減少大檔距段的設(shè)計和在規(guī)程允許的范圍內(nèi)降低塔高。加強高壓輸電線路的驗收。對于新投產(chǎn)的高壓輸電線路，做好高壓輸電線路的驗收工作，抽查接地體的埋深是否符合規(guī)程的要求，射線長度是否達到設(shè)計的長度，接地體與接地引線下是否有可靠的電氣連接，這些都是保證桿塔可靠防雷基礎(chǔ)。對已投運的線路，生產(chǎn)單位要加大對老舊線路的投資和改造力度，對運行中發(fā)現(xiàn)問題較多的線路、雷擊頻發(fā)區(qū)段，要集中人力、資金，盡快進行改造

15、。5.結(jié)束語在總結(jié)了輸電線路防雷工作存在的問題和如何運用好常規(guī)防雷技術(shù)措施的基礎(chǔ)上，我們認為雷電活動是小概率事件，隨機性強，要做好輸電線路的防雷工作，就必須抓住其關(guān)鍵點。綜上所述，為防止和減少雷害事故，設(shè)計中我們要全面考慮高壓輸電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結(jié)合原有高壓輸電線路運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運行方式等，通過比較選取合理的防雷設(shè)計，提高高壓輸電線路的耐雷水平。雷電活動是一個復(fù)雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害的損失降到最低限度。參考文獻【1】 宋守信主編.北京電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報.世界圖書出版公司，2012。

16、【2】 陳景彥，白俊峰.輸電線路運行維護理論與技術(shù).中國電力出版社，2011?！?】 甘德輝.架空輸電線路的防雷.農(nóng)村電氣化，2000【4】 胡毅.輸電線路運行故障分析與防治.中國電力出版社，2007【5】 沈培坤，劉順喜.防雷與接地裝置.化學(xué)工業(yè)出版社，2009【6】附錄一特殊情況下的防雷措施1.對線路交叉跨越檔的保護 3kV及以上同級電壓線路相互交叉或與較低電壓線路、通訊線路交叉時，交叉檔一般采取下列保護措施。交叉檔兩端的鋼筋混凝土桿或鐵塔（上、下方線路共4基），不論有無避雷線，均應(yīng)接地。25kV及以上電力電纜線路交叉檔兩端為木桿或木橫擔(dān)鋼筋混凝土桿且無避雷線時，應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護間隙

17、。與3kV及以上電力線路交叉的低壓線路和通信線路，當(dāng)交叉檔兩端為木桿時，應(yīng)裝設(shè)保護間隙。如交叉點距最近桿塔的距離不超過40m，則可不在此線路交叉檔的另一桿塔上裝設(shè)交叉保護用的接地裝置、管型避雷器或保護間隙。2.對大跨越檔的保護 大跨越的絕緣水平不應(yīng)低于同一線路的其他桿塔。全高超過40m有避雷線的桿塔，每增高10m，應(yīng)增加一片絕緣子。避雷線對邊導(dǎo)線的保護角，330kV及以下線路不應(yīng)大于 ，500kV線路宜小于 。當(dāng)土壤電阻率大于 ，也不宜超過 。全高超過100m的桿塔，絕緣子數(shù)量應(yīng)結(jié)合運行經(jīng)驗及通過雷電壓過電壓的計算來確定。 未沿全線架設(shè)避雷線的35kV及以上新建線路的大跨越段，宜架設(shè)避雷線。對

18、新建或無避雷線的大跨越檔，應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護間隙。新建線路應(yīng)增加一片絕緣子。 根據(jù)雷擊檔距中央避雷線時防止反擊或防止建立穩(wěn)定工頻電弧的條件，大跨越檔導(dǎo)線與避雷線間的距離應(yīng)按避免反擊及避免建立穩(wěn)定工頻電弧的公式進行計算，病區(qū)最小值。附錄二從開始實習(xí)到現(xiàn)在已經(jīng)有四個多月的時間了，目前我被安排到輸電運檢工區(qū)帶電班，顧名思義，帶電班所從事的都是帶電運行檢修班組的主要工作包括巡線和清障，同時也要對新建線路進行GIS數(shù)據(jù)采集，因為從事帶電作業(yè)，因而班組所使用的是電力線路第二種工作票或者帶電作業(yè)工作票。班組的主要工作可概括為“巡線”和“清障”，可這兩個詞里面所包含的信息量卻是巨大的。先從巡線來說，師傅第

19、一次帶我外出巡線是在寧蕪高速邊的一座山上，為了巡這一基桿塔，師傅帶著我走了好幾公里，師傅對我說，雖然在安規(guī)和巡線手冊關(guān)于線路巡視這一塊有很詳細的介紹，但是結(jié)合現(xiàn)今班組的人手和所擁有的線路，想一個個巡完是不現(xiàn)實的，因此在巡線時要具有針對性，等我們以后正事工作了也會分到屬于自己的線路，第一次巡線時不要怕辛苦，一定要自己沿著線走一遍，記下來每基桿塔的大致信息，比如附近有什么特殊建筑啊，在哪條路上啊，農(nóng)村的話有沒有塘，如果需要繞路應(yīng)該怎么走比較方便，這些在第一次巡線時就要弄清楚。有一次和師傅外出去巡線，有幾基桿塔附近在進行寧蕪高鐵的建設(shè)工作，師傅說像這種情況就要多跑跑，以防他們在施工過程時的誤操作導(dǎo)致

20、桿塔基礎(chǔ)被破壞。師傅說，如果第一次巡線時很認真，不怕辛苦，這樣可以為以后省很多事情，對于一般桿塔巡線時，我們一般查看接地線和沿線的環(huán)境就行，不過在不同的季節(jié)，所巡查的重點也是有所區(qū)別的。我剛過來實習(xí)時快過年了，師傅說這時候巡線除了要檢查接地線之外，還要留心一下塔材是否完好，有些不法分子到過年前想“撈外快”了，保護帽是否完好。過完年是春天了，這時候需要查看沿線的樹枝是否對線路的安全運行產(chǎn)生影響，如果有影響則需要申請鋸樹。在鋸樹前需要填寫工作票，申請高架車，并要準(zhǔn)備好合格的工器具。鋸樹前，由工作負責(zé)人（我們班長擔(dān)任）向我們交待注意事項并給我們分配任務(wù)，他則對我們進行監(jiān)督（并不參與現(xiàn)場工作），在掛接地線和裝設(shè)遮攔時，師傅說這兩個順序可以顛倒，但前提是高架還沒有把人送到高空進行作業(yè)。第一次外出作業(yè)（正常巡線除外），特別是這種需要工作票的情況下，讓我對當(dāng)初在校內(nèi)學(xué)習(xí)時工作票的理解有了很大程度的提高。清障除了樹障之外，最主要的就是鳥窩了，而且