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输电线路防雷中线路避雷器的应用

摘要:介绍了线路避雷器防雷的原理,并对挂网运行2a以后的避雷器进行了跟踪统计,对线路避雷器的防雷效果进行了评估。

关键词:输电线 避雷器 雷击故障

前言

        近几年来,由于环境条件的不断劣化,雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多,不仅影响设备的正常运行,而且极大地影响了日常的生产、生活。从山东省来看,淄博属于多雷区,每年都发生雷击线路掉闸故障。前些年,主要集中在南部山区线路,近几年有向北部平原转移的趋势,雷击已成为影响输电线路安全可靠运行的最主要因素。

        为了减少输电线路的雷击故障,采取了各种综合防雷措施,如降低杆塔接地电阻、提高线路绝缘水平、采用负角保护、架设耦合地线等,取得了一定的效果。但对于分布在高土壤电阻率的部分线路,降低杆塔接地电阻难度较大,对于防治绕击雷对线路造成的故障仍没有好的对策。

        目前,国外已广泛使用线路型合成绝缘氧化锌避雷器用于输电线路的防雷,取得了很好的效果。从1997年开始,淄博电业局与原电力部中能公司合作,使用该公司生产的线路避雷器,并分别在35kV、110kV线路上运行,经过2个雷雨季节的考验取得了明显的效果。

1、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,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。2、线路避雷器使用及动作情况

 

 




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