输电线路避雷器防雷原理及安装维护
来源:电工天下时间:2019-12-08 19:58:53 作者:老电工手机版>>
有关输电线路中使用避雷器防雷的方法,线路避雷器防雷的基本原理,线路避雷器使用及动作情况,避雷器的选型及安装维护,线路避雷器有2种类型,即带串联间隙和无串联间隙2种。
输电线路避雷器防雷
一、线路避雷器防雷的基本原理
雷击杆塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电位迅速提高,其电位值为:
Ut=iRd+L.di/dt(1)
式中i——雷电流;Rd——冲击接地电阻;Ldi/dt——暂态分量。
当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时,将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um的影响,则为Ut-U1+Um>U50。
因此,线路的耐雷水平与3个重要因素有关,即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度和塔体的冲击接地电阻。
一般来说,线路的50%放电电压是一定的,雷电流强度与地理位置和大气条件相关,不加装避雷器时,提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻,在山区,降低接地电阻是非常困难的,这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。
加装避雷器以后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化,一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔,一部分经塔体入地,当雷电流超过一定值后,避雷器动作加入分流。
大部分的雷电流从避雷器流入导线,传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应作用,将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。
因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合作用将使导线电位提高,使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子不会发生闪络,因此,线路避雷器具有很好的钳电位作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
以往输电线路防雷主要采用降低塔体接地电阻的方法,在平原地带相对较容易,对于山区杆塔,则往往在4个塔脚部位采用较长的辐射地线或打深井加降阻剂,以增加地线与土壤的接触面积降低电阻率,在工频状态下接地电阻会有所下降。
但遭受雷击时,因接地线过长会有较大的附加电感值,雷电过电压的暂态分量Ldi/dt会加在塔体电位上,使塔顶电位大大提高,更容易造成塔体与绝缘子串的闪络,反而使线路的耐雷水平下降。因为线路避雷器具有钳电位作用,对接地电阻要求不太严格,(电工天下w ww.dgjs123.com)对山区线路防雷比较容易实现,加装避雷器前后线路的耐雷水平与杆塔冲击接地电阻的关系。
二、线路避雷器动作情况
某电业局管辖的110kV龙博1线和35kV南黑线、炭谢线位于丘陵和山地,多年来经常发生雷击跳闸故障,据统计110kV龙博1线在1989~1996年共发生5次雷击掉闸,35kV南黑线、炭谢线分别在1994~1997年各发生6次雷击掉闸,虽然采取了各种措施,效果均不明显。
1997年在易遭雷击的龙博1线62~64号和南黑线87、89、90号及炭谢线51号分别装设了7组共20只线路型氧化锌避雷器,安装方式是在龙博1线和南黑线各悬挂3组9只,在炭谢线51号上相和下相各悬挂1只(该杆不久前遭雷击),经过2个雷雨季节的考验,线路未发生故障及掉闸事故。
三、避雷器的选型与安装维护
线路避雷器有2种类型,即带串联间隙和无串联间隙2种,因运行方式不同和电站避雷器相比在结构设计上也有所区别。
线路避雷器安装注意事项:
(1)选择多雷区且易遭雷击的输电线路杆塔,最好在两侧相临杆塔上同时安装;(2)垂直排列的线路可只装上下2相;(3)安装时尽量不使避雷器受力,并注意保持足够的安全距离;(4)避雷器应顺杆塔单独敷设接地线,其截面不小于25mm2,尽量减小接地电阻的影响。
投运后进行维护:(1)结合停电定期测量绝缘电阻,历年结果不应明显变化;(2)检查并记录计数器的动作情况;(3)对其紧固件进行拧紧,防止松动;(4)5a拆回,进行1次直流1mA及75%参考电压下泄漏电流测量。
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