雷电对高压输电线路的危害及其防范措施.doc

雷电对高压输电线路的危害及其防范措施 科科}苑l论l谈 雷电对高压输电线路的危害及其防范措施 甄野 (伊春市电业局,黑龙江伊春153000) 摘要:详细分析了雷电对电力线路的危害性,按照线路电压等级列出雷击的不同危害,评述国内外常规的防雷方法及现在防雷的方法和措 施,对实际现场应用起到借鉴参考作用. 关键词:雷电危害;防范措施;氧化锌避雷器 l概述 打雷闪电是一种常见的自然现象.雷电对 人类社会生产生活的危害也历来存在,但是随着 社会的发展,电力,通讯,石油等其他能源网络日 益完善,雷电的危害就显得十分突出,为此,人们 不断地采用各种方法防止雷害,因此,如何更有 效地防止雷害,减少雷电对电力网络的破坏越来 越受到有关人员的关注. 2雷电对电力线路的危害 2l配电线路.配电线路是直接面向用户供 电的线路,配电线路由于绝缘水平低,雷击危害 的主要后果为跳II眄,断线.其中,断线较为频繁, 尤其是对架空绝缘线路,直接引起对用户的停 电,往往停电时间较长. 雷击对配电线路的作用特点如下:架空线 路产生雷电过电压有两种,一种是雷直击线路 引起的直击雷过电压,另—种是雷击线路附近由 于电磁感应所引起的感应雷电过电压,配电线路 的雷击中约2∞6是直击雷,而其中50%以上直 击雷的电流超过20KA,约800/0是感应霄,其中 95%以上感应雷~r/tt电电流小于l00OA. 2.2输电线路.输电线路为电网的主要网架, 其运行安全是整个电网安全运行的保障.目前, 输电线路受雷害的主要表现为雷击跳闸,断线 等,比较多的表现形式为雷击跳闸,这样对单电 源运行的变电站就会全站停电直接影响到整个 片区的供电,同时,电压等级越高,线路的安全运 行与雷电危害的矛盾就越突出,如500KV线路, 当线路满负荷运行,当受到雷击跳闸时,由于该 线路的带的负荷无法瞬间转移,甚至会因其他原 因产生电网瓦解的事故,扩大雷害的影响,造成 更大的损失.因此.现在的超高压线路的设计首 先把线路的防雷设计作为重中之重. 3对雷电危害的防护 3.1常规防雷措施 安装雷电保护装置或叫避雷装置是比较常 用的防雷措施.其基本原理是将雷电所产生的高 电位.大电流及时旁路入地.由于地球是—个巨 大的良导体,使泄人大地的雷电流很快分散,从 而可以保护其所保护范围内的其他物体不受雷 击损害,起到避雷作用. 避雷装置有避雷针,避雷线,避雷网,避雷器 及引下线接地部分等,视不同情况采用不同的避 雷装置,或同时采用几种避雷装置.但种避雷装 置的基本原理都是相同的,下面分别阐明几种避 雷装置的构造,原理和安装维护的注意事项,为 了保护房屋,烟囱,油库和输电线路等免遭直接 雷击,通常采用避雷针,避雷线,避雷网(带),良 好的接地系统的防雷方法. 3.2新技术的防霄措施 3.2.1消雷器的防雷.消散电流对雷云净起 电电流的削减,无消雷器时雷云的散失电流为 IR0,当有消雷器时,消散电流IP的出现将增大 雷云的散失电流IFI,增大的量等于消散电流的 KP倍.即,IFI=IR0+KPIP.对于—个具体的雷云 来说,其起电电流是恒定不变的,因此消散电流 的出现使雷云净起电电流比无消雷时减小了 KPIP. 3.2.2雷电定位系统防雷.近年来,随着微电 子技术的蓬勃发展及雷电回击场的基础性研究 取得了可喜成果.大大促进了雷电遥测技术的发 展.美国成功研制了能精确定位地雷电定位系统 (u5)并首先应用于肯尼迪宇航中心,它的诞 生,是雷电探测和预警技术的划时代标志. 由于U的卓越功能,很快被用于电力系 统雷击故障点和森林雷击火灾的自动检测.从而 在世界范围内得到广泛的应用. 3.2-3配电线路的防雷措施.如前所述,雷电 对配电线路的危害主要表现在线路跳闸,继线, 其中,继线为频繁,直接引起对用户的停电,所以 对配电线路必须重点防止雷击断线. 3.2.4安装接地避雷线.在空旷地区对配电 线设置接地避雷线进行屏蔽,导线上的感应过电 压将降为l—K倍,K为避雷线与导线之间的耦 合系数与冲击系数之积.对于导线高主工业区 llld,导线间距为0.71d的配电绝缘线路,假设雷 击点距离此线路501d,雷电流幅值为100KA,未 架设地线时,感应过电压的最大值为550KV,如 果安装了一根架空地线,高度为121d,则感应过 电压的最大值可降低为330KV,降低了40%.可 见采用架空地线限制感应过电压的作用还是比 较大的,但是因为中压配电线路的绝缘导线,所 以此方式对防止雷击断线而言并不能起到多大 作用,因此只有在直击雷频繁区域架设地线以防 直击雷.并作为防止感应雷电过电压雷击断线的 辅助手段. 3.2.5安装避雷器.在配电线路上安装避雷 器是世界各国广为采用的一种方法.其限制配电 线路雷电过电压的作用大致有两个方面:一是限 制感应