35kV、110kV輸電線路防雷保護(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。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。通過多年來的研究和探討，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，致使此類區(qū)域的雷電失效無法得到很好地抑制。經(jīng)過多年的工作，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，裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，加強(qiáng)輸電線路絕緣，降低桿塔接地電阻，架設(shè)避雷線，安裝線路避雷器等。本文對(duì)這些常見的一些方法作了簡(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。在高壓輸電線路的防雷防護(hù)中，采用了避雷線的方式，它可以有效地防止雷擊直接導(dǎo)線，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通過與輸電線路之間的耦合，使輸電線路在遭受雷電沖擊時(shí)，能夠有效地減小輸電線路上的電壓。③保護(hù)絕緣層，可減少金屬絲上的感生過壓；一般來說，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)致雷線的遮斷故障。由于高壓輸電線具有自愈的性能，當(dāng)線路跳過后，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，這種方法無法防止由于絕緣子串被燒壞而導(dǎo)致的斷線故障，所以必須和其他的防雷設(shè)備一起應(yīng)用。裝設(shè)線路避雷器是一項(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)分析通過以上的分析可以看出，傳統(tǒng)的雷電防護(hù)措施在傳輸線路的雷電防護(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法有效地阻止線路的事故。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 輸電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)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)放電過程中，極易燒毀，需重新安裝，在69 kV的高壓輸電線中，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，但無法從根本上解決該問題，在220 kV及以上的高壓線路中，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。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。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。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)使工作過電壓比供電電源高幾倍，導(dǎo)致工作過壓的產(chǎn)生，在35 kV、110kV高壓輸電線的設(shè)計(jì)中，必須對(duì)運(yùn)行過電壓予以足夠的重視。綜上所述，文章探討了35kV和110kV輸電線路的防雷防護(hù)間隔的設(shè)計(jì)問題，提出了采用合適的間隔間距來實(shí)匠森金屬現(xiàn)對(duì)輸電線路的雷電防護(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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