淺談雷害原因和防雷措施在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用4000字

1、淺談雷害原因和防雷措施在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用4000字 伴隨著經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，電網(wǎng)的逐漸擴(kuò)大，電氣工程在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣，其重要性越來(lái)越得到表達(dá)，與此同時(shí)，電力系統(tǒng)中電網(wǎng)事故卻頻繁發(fā)生。其中雷擊輸電線路引起的跳閘、停電事故次數(shù)持續(xù)增多，嚴(yán)重威脅著人們的消費(fèi)、生活平安。所以防雷技術(shù)在保護(hù)電力系統(tǒng)方面的作用也越來(lái)越明顯。 ： 雷害原因 防雷技術(shù)電力系統(tǒng)應(yīng)用中途分類(lèi)號(hào)：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A-E文章編號(hào)：2095-2104202212-02201前言 輸電線路故障中以雷擊跳閘占大部分，近年來(lái)，由于環(huán)境條件的不斷惡劣，雷擊跳閘故障日益增多，嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的平安運(yùn)行。應(yīng)對(duì)雷害并采取相應(yīng)有效

2、防雷措施，才能有效保障線路平安運(yùn)行。本文主要談?wù)劺缀υ?，防雷措施在高壓輸電線路、變電站和自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用雷害原因 雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象。雷電的形成過(guò)程中空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在丈氣運(yùn)動(dòng)中劇烈摩擦電以及云塊切割磁力線，在云層某部分積聚起正電荷，另一部分聚起負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中當(dāng)異性帶電之間的空氣被其強(qiáng)大的電場(chǎng)擊穿時(shí)，就形成放電。這種放電有的是在云層與云層之間進(jìn)展，有的是在云層與大地之間進(jìn)展。當(dāng)雷電流流過(guò)被擊物時(shí)會(huì)導(dǎo)致被擊物的溫度升高。電力系統(tǒng)中供電設(shè)施的損壞在很多情況下與此熱效應(yīng)有關(guān)。熱效應(yīng)從根本上來(lái)說(shuō)與雷擊放電所包含的能量有關(guān)。其中峰值電流起到很大的作用。當(dāng)雷電流流過(guò)被物時(shí)還會(huì)能產(chǎn)生很大的

3、電磁力電磁力的作用也有時(shí)能使其彎曲其斷裂。另外，雷電流通道中可能出現(xiàn)電弧。電弧產(chǎn)生的膨脹過(guò)壓與雷電流波的成分有關(guān)，其驟增的高溫會(huì)對(duì)被擊物造成極大的破壞。這也是導(dǎo)致許多供電設(shè)備損壞的主要原因。 其次還與供電線路自身特點(diǎn)有關(guān).(1)線路密度較大，被雷電擊中放電幾率增加。以某工程為例，其總面積為2465km2，卻密集了3l15.29km共443回線路。也即每平方公里有1.26km線路如此大的線路密度大大增加了線路被擊中的機(jī)率。(2)雷電活動(dòng)頻繁，一般年平均雷暴日少于15d的地區(qū)為少雷區(qū)，超過(guò)40d的為重雷區(qū)。尤其在南方沿海地區(qū)某些地方甚至可到達(dá)130d。(3)隨著地方經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展，土地經(jīng)濟(jì)價(jià)值的進(jìn)步輸

4、電線路越來(lái)越多地被設(shè)立在山坡地形上，造成雷電繞擊的概率大幅上升。(4)線路的絕緣程度不高，耐雷程度相對(duì)較低。因?yàn)榉牢鄣男枰?，合成絕緣子被大規(guī)模應(yīng)用于輸電線路，但由于合成絕緣子傘裙直徑小，有效弧間隔 較同高度的瓷或玻璃絕緣子串短，耐雷程度相對(duì)較低，容易增加雷擊放電幾率。而且，合成絕緣子都需裝有均壓環(huán)，運(yùn)行情防雷技術(shù)在高壓輸電線路的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì)。 在我國(guó)高壓輸電線路運(yùn)行的總跳閘事故中，由雷擊引起的跳閘事故占40一70。尤其在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，雷擊引起的跳閘率更高。從國(guó)外的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)歷來(lái)看，雷擊仍然是輸電線路平安可靠運(yùn)行的主要危害，電力系統(tǒng)事故中雷害事故一般占50以上。因此，如何實(shí)在

5、有效地制定以及改善輸電線路和變電站的防雷措施，已經(jīng)成為確保電力系統(tǒng)平安、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要工作之一。 加強(qiáng)高壓輸電線路防雷技術(shù)的措施1架設(shè)避雷線 避雷線是高壓和超高壓輸電線路最根本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊導(dǎo)線，此外，避雷線對(duì)雷電流有分流作用，可以減小流人桿塔的雷電流。使塔頂電位下降；通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用可以減小線路絕緣上的電壓。對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占比重也愈低。在雙避霄線的高壓輸電線路上，正常的工作電流將在每個(gè)檔距中兩根避雷線所組成的閉合回路里感應(yīng)出電流井引出功率損耗。為了減小這一損耗，同時(shí)為了把

6、避雷線兼作通訊及繼電保護(hù)的通道?？蓪⒈芾拙€經(jīng)一個(gè)小間隙對(duì)地(桿塔)絕緣起來(lái)，雷擊時(shí)，間隙被擊穿，使避雷線接地。2降低桿塔接地電阻 降低桿塔沖擊接地電阻是進(jìn)步線路耐雷程度降低雷擊跳閘率的有效措施。在土壤電阻率低的地區(qū)，應(yīng)充分利用鐵塔、鋼筋混凝土桿的自然接地電阻，地址條件較好的地方，可埋深及加長(zhǎng)程度射線，能有效降低沖擊接地電阻。對(duì)于塔基及接地體周?chē)翆与娮杪瘦^高。土層較薄，沙央石的地方，但深層土質(zhì)較好時(shí)可在引出程度射線上加裝垂直接地體；也可考慮因地制宜地增設(shè)集中接地裝置；必要時(shí)使用長(zhǎng)效防腐蝕降阻劑。在運(yùn)行中應(yīng)認(rèn)真改善接地電阻、補(bǔ)裝喪失的接地線，并應(yīng)特別注意與桿塔接觸良好，使雷電流通道暢通。接地網(wǎng)與

7、桿塔連接不好(虛接、斷脫等)時(shí)。即使接地電阻合格，同樣會(huì)發(fā)生還擊，而這類(lèi)問(wèn)題，在運(yùn)行維護(hù)工作中往往容易被無(wú)視。在實(shí)際運(yùn)維工作中，也曾發(fā)現(xiàn)桿塔與接地網(wǎng)的連接存在問(wèn)題。因此在今后的工作中。運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)桿塔接地引下線與桿塔連接的檢查。3合理采用改善屏蔽方面的技術(shù)措施 改善屏蔽方面的技術(shù)措施一般有：在導(dǎo)線下方架設(shè)藕合地線，橫擔(dān)與避雷線間架設(shè)輔肋地線，塔頂安裝單根避雷針或多針系統(tǒng)，橫擔(dān)上設(shè)置負(fù)角保護(hù)針和預(yù)放電捧。這些措施可在全線使用但考慮經(jīng)濟(jì)性，也可僅在“易擊塔、“易擊段使用24加強(qiáng)絕緣對(duì)于高壓輸電線路的個(gè)別大跨越高桿塔地段，落雷時(shí)機(jī)增多，塔高等值電感大，塔頂電位高；感應(yīng)過(guò)電壓也高；繞擊的最大雷電流

8、幅值大，繞擊率高。這些都增大了線路的雷擊跳閘率。為降低跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串的片數(shù)，加大跨越檔的導(dǎo)、地線之問(wèn)的間隔 ，以加強(qiáng)線路絕緣來(lái)到達(dá)進(jìn)步線路耐雷程度的目的。高壓同桿雙回線路可采用不平衡高絕緣方式，即增強(qiáng)回路絕緣強(qiáng)度的絕緣方式，可有效降低雙回同時(shí)跳閘率。加強(qiáng)絕緣意味著增加絕緣子片敷，本錢(qián)也較高，采用何種絕緣方式，應(yīng)進(jìn)展全面技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比擬。防雷技術(shù)在變電站中的應(yīng)用 變電站防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它由三個(gè)子系統(tǒng)即三道防線組成：1第一道防線(即第一子系統(tǒng))。其作用是防止雷直擊變電所電力設(shè)備。這道防線由攔截受雷(接閃器)、引流、接地散流防護(hù)系統(tǒng)組成。接閃器有避雷針(線)，小變電所大多采用

9、獨(dú)立避雷針，大變電所大多在變電所架構(gòu)上采用避雷針或避雷線，或兩者結(jié)合，對(duì)引流線和接地裝置都有嚴(yán)格的要求。(2)第二道防線，即第二子系統(tǒng)為進(jìn)線保護(hù)段。雷擊進(jìn)線保護(hù)段首端及以外時(shí)，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導(dǎo)線侵入變電所。不管如何，還擊和繞擊仍是可能的。因此，變電所設(shè)防(第三道防線)要求的進(jìn)線保護(hù)段(危險(xiǎn)段)愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。對(duì)變電站進(jìn)線施行防雷保護(hù)，其目的就是限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。當(dāng)線路上出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，將有行波沿導(dǎo)線向變電站運(yùn)動(dòng)，其幅值為線路絕緣的50沖擊閃絡(luò)電壓，線路的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓要高很多。因此，在靠

10、近變電站的進(jìn)線上加裝避雷線是防雷的主要措施，假如沒(méi)架設(shè)避雷線，當(dāng)靠近變電站的進(jìn)線上遭到雷擊時(shí)，流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值可超過(guò)5KA，且其陡度也會(huì)超過(guò)允許值，勢(shì)必會(huì)對(duì)線路造成破壞。(3)第三道防線，將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強(qiáng)度允許值以內(nèi)。我國(guó)主要采用金屬氧化物避雷器。防雷技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用 隨著我國(guó)電力自動(dòng)化技術(shù)的成熟和推廣，大部分供電企業(yè)變電開(kāi)場(chǎng)大規(guī)模應(yīng)用變電綜合自動(dòng)化技術(shù)，微機(jī)一體化測(cè)控裝置、通信管理器等大量自動(dòng)化設(shè)備投入運(yùn)行。高效的新技術(shù)、新設(shè)備為縣級(jí)變電站向無(wú)人值守化、運(yùn)行管理自動(dòng)化邁進(jìn)提供了根底，進(jìn)步了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但自動(dòng)化微機(jī)裝置對(duì)外界的干擾極為敏感，電流、

11、電壓沖擊耐受才能弱小，特別是雷擊過(guò)電壓對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)電源、通信等回路的沖擊，常常破壞自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性甚至使裝置損壞。 自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷措施: 在認(rèn)識(shí)以上對(duì)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)生影響的過(guò)電壓來(lái)源后，采取有針對(duì)性防護(hù)措施，截減來(lái)自各方的過(guò)電壓，才能全方位地保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備免受過(guò)壓的影響，進(jìn)步自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行可靠性保證接地網(wǎng)電阻合格、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)接地電阻越小，過(guò)電壓值越小，因此良好的接地是防雷的關(guān)鍵一環(huán)。接電阻的要求如下表接地電阻要求接地網(wǎng)名稱(chēng) 接地電阻 一般 離土壤電阻率通信調(diào)度綜合樓 1 5通信站 5 10獨(dú)立避雷針 10 30配電變壓器100kVA 4 10合格的接地電阻能有效限制地電位升高，而根據(jù)實(shí)際情況

12、對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)那么能更有效地發(fā)揮接地網(wǎng)的防雷作用。 在接地網(wǎng)設(shè)計(jì)或改造時(shí)，應(yīng)注意以下設(shè)計(jì)應(yīng)用：(1) 在構(gòu)架避雷針、避雷器下增加垂直接地極的放射狀的程度接地以降低其沖擊接地電阻，防止雷電流入地時(shí)造成的部分 地電位升高向二次電纜還擊( 2 ) 在設(shè)計(jì)接地網(wǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用方孔地網(wǎng)以改善地面電位分布，對(duì)方孔地網(wǎng)的網(wǎng)格大小要從地電位分布均勻考慮，防止部分電位升高；( 3 ) 在電纜溝內(nèi)要設(shè)置接地帶、在電纜溝附近要設(shè)置與電纜 溝平行的程度均壓帶以改善電纜溝的電位均勻。防止地電位不均對(duì)二次回路的干擾；( 4 ) 接地網(wǎng)外表的地電位分布要滿足接觸電壓和跨步電壓的要求。 結(jié)語(yǔ) 防雷工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期復(fù)雜的系統(tǒng)工程，采取防雷措施的目的就是進(jìn)步電力系統(tǒng)程度，降低線路的