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35kV、110kV輸電線(xiàn)路防雷保護(hù)間隙的研究
發(fā)布時(shí)間:2024-03-06 08:40:07
摘 要:防雷防護(hù)縫隙的基本功能是在受到雷電沖擊時(shí),將雷電電流快速地排出,以阻止其被雷電劈裂而導(dǎo)致的損壞,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定,避免大范圍的停電。在防雷防護(hù)縫隙的設(shè)置中,防雷防護(hù)縫隙的設(shè)計(jì)好壞,將對(duì)防雷防護(hù)縫隙的性能起到至關(guān)重要的作用。

引 言
這種情況在山地和高原地區(qū)尤其突出,由于高原的地形和氣候環(huán)境差異很大,輸電線(xiàn)路的雷電危險(xiǎn)性很大,做好電力系統(tǒng)的防雷工作,對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有著非常重要的意義。通過(guò)多年來(lái)的研究和探討,國(guó)內(nèi)在防雷方面已取得較大成就,各種防雷手段層出不窮,然而傳統(tǒng)的防雷手段難以適用于特定的地域,致使此類(lèi)區(qū)域的雷電失效無(wú)法得到很好地抑制。

一、常規(guī)防雷方法和防雷保護(hù)間隙
(一)常規(guī)防雷方法的分析
經(jīng)過(guò)多年的工作,國(guó)內(nèi)已有的防雷技術(shù)已有很大的發(fā)展,在國(guó)內(nèi),傳統(tǒng)的雷電防護(hù)措施主要有:增設(shè)耦合地線(xiàn),裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置,加強(qiáng)輸電線(xiàn)路絕緣,降低桿塔接地電阻,架設(shè)避雷線(xiàn),安裝線(xiàn)路避雷器等。本文對(duì)這些常見(jiàn)的一些方法作了簡(jiǎn)要的介紹,并對(duì)它們的優(yōu)點(diǎn)和不足作了簡(jiǎn)要的介紹。在高壓輸電線(xiàn)路的防雷防護(hù)中,采用了避雷線(xiàn)的方式,它可以有效地防止雷擊直接導(dǎo)線(xiàn),并且可以起到:①分流雷擊電流,降低流經(jīng)鐵塔的雷擊電流總量。②通過(guò)與輸電線(xiàn)路之間的耦合,使輸電線(xiàn)路在遭受雷電沖擊時(shí),能夠有效地減小輸電線(xiàn)路上的電壓。③保護(hù)絕緣層,可減少金屬絲上的感生過(guò)壓;一般來(lái)說(shuō),該方案更適合平原,但在地形較為復(fù)雜的山地、高原等地形條件下,該方案的使用效率往往不夠高,且往往會(huì)導(dǎo)致雷線(xiàn)的遮斷故障。由于高壓輸電線(xiàn)具有自愈的性能,當(dāng)線(xiàn)路跳過(guò)后,高壓下的轟燃將會(huì)自動(dòng)消除。采用自適應(yīng)重合閘技術(shù),可以大大降低電網(wǎng)遭受雷電災(zāi)害的危險(xiǎn)性。據(jù)可靠數(shù)據(jù)顯示。該技術(shù)在110 kV輸電線(xiàn)路的防雷防護(hù)中的實(shí)際運(yùn)用,其總成材率為75%~95%,35 kV輸電線(xiàn)路的防雷安全合格率也達(dá)到了50%。在國(guó)內(nèi)的電力系統(tǒng)中,已基本實(shí)現(xiàn)了重合器的普遍應(yīng)用。但是,這種方法無(wú)法防止由于絕緣子串被燒壞而導(dǎo)致的斷線(xiàn)故障,所以必須和其他的防雷設(shè)備一起應(yīng)用。裝設(shè)線(xiàn)路避雷器是一項(xiàng)比較新穎的防雷技術(shù),已被世界上很多先進(jìn)國(guó)家采用并收到了很好的效果。
(二)防雷保護(hù)間隙相對(duì)于常規(guī)防雷方法的優(yōu)勢(shì)分析
通過(guò)以上的分析可以看出,傳統(tǒng)的雷電防護(hù)措施在傳輸線(xiàn)路的雷電防護(hù)方面可以起到很好的效果,但對(duì)于一些特定的地形,其使用的效率并不高,很難達(dá)到很好的防護(hù)效果。但是,有些防雷措施因其經(jīng)濟(jì)性等因素,很難大面積普及。另外,在雷電作用下,導(dǎo)線(xiàn)有可能因絕緣子點(diǎn)轟燃而引起的短路,傳統(tǒng)的自重合閘等措施無(wú)法有效地阻止線(xiàn)路的事故。防雷防護(hù)間隔是一種新穎的防雷防護(hù)設(shè)備,它的安裝非常方便,只要將它安裝在線(xiàn)路的絕緣子串的兩端就可以了,它和自動(dòng)重合閘一起,可以把受到雷電時(shí)的雷電流直接接地,并且可以保證線(xiàn)路的正常運(yùn)轉(zhuǎn),防止絕緣子表面閃爍[1]。該防雷保護(hù)縫隙可以用于110 kV、35 kV和69 kV等多種等級(jí)的傳輸線(xiàn)路,也能適用于山地、高原和多雷場(chǎng)等特定地形,平原地區(qū)也能使用。

二、35kV、110kV 輸電線(xiàn)路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)
(一)防雷保護(hù)的型式、材料的選擇和安裝
將兩根中等粗細(xì)的圓鋼管制成的桿狀電極對(duì)置,以便它們之間留有一段間距以產(chǎn)生一排出縫隙。但其不足之處在于,在沿面閃絡(luò)放電過(guò)程中,極易燒毀,需重新安裝,在69 kV的高壓輸電線(xiàn)中,通常采用該間隔。采用在桿狀電極頂部嵌入金屬球構(gòu)成的球隙,可以有效地防止沿面閃爍時(shí)產(chǎn)生的電弧燒毀,但無(wú)法從根本上解決該問(wèn)題,在220 kV及以上的高壓線(xiàn)路中,常采用此間隙。角狀的引弧角可以分成兩種,一種是山羊角,另一種是雙角,在間隙閃燃時(shí),靠近電極的位置會(huì)產(chǎn)生一道電弧,這種縫隙能拉伸電弧,促進(jìn)電弧的熄滅,該間隔一般用于330 kV及以下的傳輸線(xiàn)。而且,縫隙的大小是可以人工調(diào)整的,所以它的實(shí)用性更強(qiáng)。在35 k、110kVV的輸電線(xiàn)路防雷防護(hù)縫隙的設(shè)計(jì)中,采用了鍍鋅圓鋼的材質(zhì)來(lái)制造縫隙,在對(duì)各種材質(zhì)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,該材料的強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)效益都比較好。
(二)雷電沖擊過(guò)電壓下的絕緣配合
盡管空氣中的雷電電流的各個(gè)參量具有很強(qiáng)的離散性,它們之間的規(guī)律幾乎是一樣的,但它們的具體值卻有很大的差別。雷閃是一種典型的沖擊形式,其產(chǎn)生的高壓也是一種震蕩型,而防護(hù)縫隙與絕緣子帶間的匹配能夠?qū)⒗讚魶_擊下的防護(hù)縫隙及絕緣子帶處的閃絡(luò)電壓分別當(dāng)作最大過(guò)電壓和耐受電壓,獲得雷擊沖擊下的絕緣子串耐壓與絕緣子線(xiàn)長(zhǎng)之間的相互影響規(guī)律,并據(jù)此構(gòu)建相關(guān)的數(shù)理模型[2]。三片式絕緣子在35 kV、110kV電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,其型式也各不相同,在XP-7陶瓷盤(pán)狀絕緣子上,當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí),其正負(fù)極碰撞擊穿電壓一般小于正負(fù),依據(jù)理論計(jì)算,可計(jì)算出具有正向閃電沖擊擊穿時(shí),其50%的放電電壓應(yīng)小于該值,保證了絕緣子的安全。
(三)操作過(guò)電壓下的絕緣配合
電網(wǎng)中有很多的電感、電容器件,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行或發(fā)生故障時(shí),各電感和電容元件的狀態(tài)必然會(huì)發(fā)生一些改變,在轉(zhuǎn)換的時(shí)候,電源會(huì)繼續(xù)提供電能,其中所存儲(chǔ)的磁場(chǎng)會(huì)轉(zhuǎn)化為靜電場(chǎng)的能量,這樣就會(huì)使工作過(guò)電壓比供電電源高幾倍,導(dǎo)致工作過(guò)壓的產(chǎn)生,在35 kV、110kV高壓輸電線(xiàn)的設(shè)計(jì)中,必須對(duì)運(yùn)行過(guò)電壓予以足夠的重視。

三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,文章探討了35kV和110kV輸電線(xiàn)路的防雷防護(hù)間隔的設(shè)計(jì)問(wèn)題,提出了采用合適的間隔間距來(lái)實(shí)匠森金屬現(xiàn)對(duì)輸電線(xiàn)路的雷電防護(hù),我們國(guó)家應(yīng)該大力發(fā)展雷電防護(hù)間隔,提高電網(wǎng)運(yùn)行品質(zhì)。


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