為了防止雷電過(guò)電壓在電氣設(shè)備的端子之間產(chǎn)生火花放電,文章提出了降低雷電過(guò)電壓的措施,以及能限制和斷開(kāi)續(xù)電流等措施。

1、電力線路發(fā)生雷電過(guò)電壓的頻率

在非常廣地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生雷電過(guò)電壓受到該地區(qū)的地形、氣象條件雷雨日數(shù)、雷云的移動(dòng)路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓配電線路的架設(shè)密度和對(duì)地雷擊密度等的影響。在這些因素中,對(duì)在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓峰值的頻率頒發(fā)問(wèn)的清楚統(tǒng)計(jì)是重要的。

根據(jù)觀測(cè)結(jié)果,計(jì)算出低壓配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計(jì)中,要有最基本的雷電過(guò)電壓的頻率分布曲線。在這項(xiàng)觀測(cè)中,從2kv以上的雷電過(guò)電壓中,擔(dān)心在低壓配電設(shè)備的端子板或者設(shè)備內(nèi)部會(huì)發(fā)生火花放電的雷電過(guò)電壓假定為10kv限值,在超過(guò)10kv以上所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為10%左右,而在5kv以下所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為70%左右。

還有另一個(gè)觀測(cè)結(jié)果,在一個(gè)非常狹窄的面積范圍內(nèi),在同樣的低壓配電線路上裝了電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行了187次累計(jì)觀測(cè)。將這兩次觀測(cè)結(jié)果的雷電過(guò)電壓累積頻率頒進(jìn)行比較,它們各自的頻率分布雙對(duì)數(shù)曲線都近似于一條直線。但是兩條直線不是完全一致的。這是因?yàn)樵陔娪坑?jì)數(shù)器上設(shè)定的雷電過(guò)電壓的下限值有區(qū)別。

2、雷電過(guò)電壓的情況分析

從配電線路上一直彩的防雷措施進(jìn)行的研究來(lái)看,已考慮到在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓的因素有:①直擊雷(直接雷擊到低壓配電線路上);②感應(yīng)雷(雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時(shí),對(duì)配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷);③高壓側(cè)的雷電過(guò)電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓的原因,由于避雷器動(dòng)作使大地(接地)電位上升,從柱上變壓器的高壓側(cè)過(guò)渡到低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓。

實(shí)際上,除了在低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓之外,還有雷擊電流直接侵入配電線路附近的建筑物上設(shè)置的避雷針,使得大地電位上升影響到配電設(shè)備的接地系統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)考慮這些是產(chǎn)生雷電過(guò)電壓的合成原因。

2.1從高壓側(cè)過(guò)渡到低壓側(cè)的雷電過(guò)電壓壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓各種情況進(jìn)行一般的研究,將高壓配電線路上的雷電過(guò)電壓侵入低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓所產(chǎn)生的各種情況,進(jìn)行一些試驗(yàn)性的研究。這些研究中,應(yīng)在實(shí)際規(guī)模的高壓配電線路上施加了雷電脈沖電壓。

由于配電用避雷器的放電使大地電位上升,通過(guò)柱上變壓器的過(guò)渡電壓,使低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓。

2.2感應(yīng)雷過(guò)電壓作為對(duì)象,對(duì)有關(guān)低壓配電線路上發(fā)生雷電過(guò)電壓的情況的試驗(yàn)進(jìn)行研究。為了模擬在近處有雷擊時(shí)的配電線路和雷電通道,架設(shè)一條按現(xiàn)行配電線的1/4比例大小的模型線路,還從氣球上吊下電線。這根電線有脈沖電流渡過(guò),這時(shí),測(cè)定在配電線路的導(dǎo)體上感應(yīng)的電壓波形。

感應(yīng)的電壓波形,就有下列兩種情況:①抑制低壓配電線的架空地線和共用架空地線的雷電過(guò)電壓效果,在接地電阻值是小的顯著的。②由于高壓配電線路的避雷器出現(xiàn)適中動(dòng)作,高壓配電線處于接地狀態(tài),也同時(shí)有抑制低壓電線的架空地線的雷電過(guò)電壓的效果。

3、配電設(shè)備的耐雷特性分析

了雷電過(guò)電壓燒壞低壓配電設(shè)備的情況。作為雷電過(guò)電壓燒壞對(duì)象的低壓配電設(shè)備,連接到低壓配電系統(tǒng)的電源端子之間的距離為5-10mm的空氣間隙,是沒(méi)有用耐雷元件保護(hù)的設(shè)備。①雷電過(guò)電壓會(huì)擊穿端子之間的空氣間隙(產(chǎn)生火花放電)。火花放電時(shí)有大電流流過(guò)端子之間空氣層,流過(guò)的時(shí)間非常短,約1μs~1ms左右,因?yàn)槠潆娔芰亢苄?這時(shí)設(shè)備端子上的火花放電處只有非常小的放電痕跡,不至于燒壞端子。②上述第①點(diǎn)的火花放電路徑因?yàn)榕c低壓配電系統(tǒng)的線間電壓(100v或200v)有關(guān),這時(shí)滿足以后敘述的條件的場(chǎng)合會(huì)繼續(xù)過(guò)渡為電弧放電。這個(gè)放電是工頻電壓下的適中電流。③在上述第(2)點(diǎn)時(shí)為線間短路狀態(tài)。如有大電流(2000~3000a)流過(guò)時(shí)會(huì)燒壞低壓配電設(shè)備。通常在數(shù)周波~10周波左右之后,熔斷器等保護(hù)裝置會(huì)動(dòng)作,斷開(kāi)短路電流。

但是,在燒壞配電設(shè)備或者熔斷器熔斷之前的電弧放電,很多場(chǎng)合會(huì)自然消弧,這時(shí),可能認(rèn)為配電設(shè)備不會(huì)受到雷擊損害。

3.1低壓配電設(shè)備用材料的v-t特性從續(xù)流電弧的觸發(fā)到達(dá)火花放電的性能,通過(guò)試驗(yàn)來(lái)調(diào)查低壓配電線路上用的各種設(shè)備材料的v-t特性。再斷時(shí)間為1~3μs左右的再斷電壓峰值為一密切協(xié)作一的范圍內(nèi),低壓干線和dv進(jìn)線大約為50kv,變壓器二次測(cè)大約為30kv,低壓配電設(shè)備上約為10kv。從這些結(jié)果值來(lái)看,電度表、低壓進(jìn)線箱等低壓配電設(shè)備很容易是受到雷電過(guò)電壓損壞的設(shè)備。

3.2其所長(zhǎng)低壓配電設(shè)備的電弧特性在模擬低壓配電設(shè)備的電源端子的電極之間要施加工頻電壓,用設(shè)定可能的雷電脈沖電壓重疊在任意的接通相位上的方法,對(duì)再現(xiàn)電弧我的試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)查。

在單相供電系統(tǒng)中,侵入到模擬電極的雷電脈沖接通相位與電弧電流峰值的關(guān)系圖。雷電過(guò)電壓的接通相位對(duì)供電電源電壓影響是大的。

三相3線式供電系統(tǒng),在三個(gè)線間電壓之中至少有一個(gè)線間電壓常常在其低壓配電設(shè)備固有的最低電弧電壓以上的場(chǎng)合,在任何相位時(shí),雷電過(guò)電壓的侵入會(huì)發(fā)生電弧續(xù)流的情況。

4、防雷措施

配電線路的防雷措施,到目前為止,還沒(méi)有進(jìn)行一般性的研究。

但是,在有關(guān)的配電線路的耐雷設(shè)計(jì)指南,因?yàn)樵谥献儔浩靼惭b地點(diǎn),低壓配電線路的中性線進(jìn)行了b種接地,由于有了這個(gè)合適的接地,就能防止危險(xiǎn)的雷電過(guò)電壓。

作為低壓配電線路的防雷措施,低壓配電設(shè)備要有高的絕緣強(qiáng)度,在個(gè)別配電設(shè)備年安裝耐雷元件,除此之外,進(jìn)行多重接地系統(tǒng)也能抑制雷電過(guò)電壓。

如配電線路的架空地線的接地線,避雷器接地線柱上變壓器的b種接地線的單獨(dú)連接或者共用連接在一起的場(chǎng)合由于直擊雷或者感應(yīng)雷而產(chǎn)生的架空地線接地電流和避雷器放電電流使接地電位上升,因?yàn)槔纂娺^(guò)電壓會(huì)侵入那樣的低壓配電線路,必須要有抑制雷電過(guò)電壓的防雷措施。

架空共用地線的感應(yīng)雷的效果,架空地線同樣也能抑制由于相互的電磁感應(yīng)在配電線路上發(fā)生的感應(yīng)雷電過(guò)電壓,就能說(shuō)明架空共用地線可抑制低壓配電線路的感應(yīng)雷電過(guò)電壓。

當(dāng)設(shè)計(jì)多重接地系統(tǒng)時(shí),接地間隔、單獨(dú)接地阻抗和合成接地阻抗等應(yīng)該有所規(guī)定。如果考慮了這些規(guī)定值而設(shè)計(jì)好的接地系統(tǒng),高壓配電線路的耐雷效果是更高的,同時(shí)抑制在低壓配電線路上發(fā)生的雷電過(guò)電壓也是有貢獻(xiàn)的。

據(jù)上述方法已抑制的雷電過(guò)電壓是在架空共用地線(接地用)與照明線路和電線路(電壓相)之間發(fā)生的雷電過(guò)電壓的對(duì)地電壓成分關(guān)于線間電壓成分是不成問(wèn)題的。

為用連接到這根接地相和各個(gè)電壓相的進(jìn)入線供電,不僅有雷電過(guò)電壓的對(duì)地電壓成分,而且其線間電壓成分可能威脅低壓配電系統(tǒng)和室內(nèi)配線等點(diǎn)處還有必須抑制線間電位差的雷電過(guò)電壓。

壓配電線路的防雷措施時(shí),有必要充分考慮到目前為止已知道的發(fā)生雷擊損害的機(jī)理、抑制低壓配電線路的雷電過(guò)電壓和限制續(xù)流電弧等,以及低壓配電線路的主要防雷措施。

配電設(shè)備的損壞進(jìn)行完全防護(hù)是一項(xiàng)非常困難的技術(shù)。但是,配電設(shè)備的供電可靠性,防雷措施要求的配電設(shè)備的性能增強(qiáng),以及診斷設(shè)備才華的技術(shù)進(jìn)步等方面均有提高。要繼續(xù)面向今后的電氣化生活和高度信息化的越來(lái)越多的發(fā)展,低壓配電線路不用說(shuō)在有關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)的整體可行性而且費(fèi)用很低的耐雷設(shè)計(jì)和防雷措施等方面,有必要進(jìn)行綜合性的研究。

篇2:送電線路防雷技術(shù)措施

一、概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與電力需求的不斷增長(zhǎng),電力生產(chǎn)的安全問(wèn)題也越來(lái)越突出。對(duì)于送電線路來(lái)講,雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動(dòng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性,目前世界上對(duì)輸電線路雷害的認(rèn)識(shí)研究還有諸多未知的成分。架空輸電線路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個(gè)難題,雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多。因此,尋求更有效的線路防雷保護(hù)措施,一直是電力工作者關(guān)注的課題。

河池電網(wǎng)處于桂西北山區(qū)地形劇變、峰高谷深,山巒起伏,線路雷擊跳閘是整個(gè)電網(wǎng)跳閘的重要原因,經(jīng)常占到跳閘總數(shù)的80%~90%。且由于線路大多處于高山大嶺,降低雷擊跳部率對(duì)于日常線路設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)人員來(lái)說(shuō)將大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,且效益是不僅僅是金錢可以衡量的。

目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設(shè)在桿塔頂端的架空地線,其運(yùn)行維護(hù)工作中主要是對(duì)桿塔接地電阻的檢測(cè)及改造。由于其防雷措施的單一性,無(wú)法達(dá)到防雷要求。而推行的安裝耦合地線、增強(qiáng)線路絕緣水平的防雷措施,受到一定的條件限制而無(wú)法得到有效實(shí)施,如通常采用增加絕緣子片數(shù)或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來(lái)提高線路絕緣,對(duì)防止雷擊塔頂反擊過(guò)電壓效果較好,但對(duì)于防止繞擊則效果較差,且增加絕緣子片數(shù)受桿塔頭部絕緣間隙及導(dǎo)線對(duì)地安全距離的限制,因此線路絕緣的增強(qiáng)也是有限的。而安裝耦合地線則一般適用于丘陵或山區(qū)跨越檔,可以對(duì)導(dǎo)線起到有效的屏蔽保護(hù)作用,用等擊距原理也就是降低了導(dǎo)線的暴露弧段。但其受桿塔強(qiáng)度、對(duì)地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊?因此架設(shè)耦合地線對(duì)于舊線路不易實(shí)施。因此研究不受條件限制的線路防雷措施就顯得十分重要,將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、進(jìn)行綜合分析運(yùn)用,從它們對(duì)防止雷擊形式的針對(duì)性出發(fā),真正做到切實(shí)可行而又能收到實(shí)際效果。

二、雷擊線路跳閘原因

高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個(gè)因素有關(guān):線路絕緣子的50%放電電壓;有無(wú)架空地線;雷電流強(qiáng)度;桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對(duì)性,因此,在進(jìn)行高壓送電線路設(shè)計(jì)時(shí),我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。

1.高壓送電線路繞擊成因分析。根據(jù)高壓送電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬試驗(yàn)均證明,雷電繞擊率與避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過(guò)的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對(duì)山區(qū)的桿塔,計(jì)算公式是:山區(qū)高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區(qū)設(shè)計(jì)送電線路時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)大跨越、大高差檔距,這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié);一些地區(qū)雷電活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈,使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。

2.高壓送電線路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線時(shí),雷電電流流過(guò)塔體和接地體,使桿塔電位升高,同時(shí)在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)高壓送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值,即Uj>U50%時(shí),導(dǎo)線與桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò),這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。

由以上公式可以看出,降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)β、加強(qiáng)高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實(shí)際實(shí)施中,我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。

三、高壓送電線路防雷措施

清楚了送電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因,我們就可以有針對(duì)性的對(duì)送電線路所經(jīng)過(guò)的不同地段,不同地理位置的桿塔采取相應(yīng)的防雷措施。目前線路防雷主要有以下幾種措施:

1.加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比,加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè),保證高壓送電線路有足夠的絕緣強(qiáng)度是提高線路耐雷水平的重要因素。

2.降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎(chǔ),是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。

3.根據(jù)規(guī)程規(guī)定:在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段,可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)增大,并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流,從而提高高壓送電線路的耐雷水平。

4.適當(dāng)運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí),避雷器就加入分流,保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達(dá)到很好的避雷效果。目前在全國(guó)范圍已使用一定數(shù)量的高壓送電線路避雷器,運(yùn)行反映較好,但由于裝設(shè)避雷器投資較大,設(shè)計(jì)中我們只能根據(jù)特殊情況少量使用。

本文主要對(duì)安裝線路避雷器、降低桿塔的接地電阻兩方面進(jìn)行分析:

1.安裝線路避雷器。運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí),避雷器就加入分流,保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。我們?cè)诶讚籼l較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。線路避雷器一般有兩種:一種是無(wú)間隙型;避雷器與導(dǎo)線直接連接,它是電站型避雷器的延續(xù),具有吸收沖擊能量可靠,無(wú)放電時(shí)延、串聯(lián)間隙在正常運(yùn)行電壓和操作電壓下不動(dòng)作,避雷器本體完全處于不帶電狀態(tài),排除電氣老化問(wèn)題;串聯(lián)間隙的下電極與上電極(線路導(dǎo)線)呈垂直布置,放電特性穩(wěn)定且分散性小等優(yōu)點(diǎn);另一種是帶串聯(lián)間隙型,避雷器與導(dǎo)線通過(guò)空氣間隙來(lái)連接,只有在雷電流作用時(shí)才承受工頻電壓的作用,具有可靠性高、運(yùn)行壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。一般常用的是帶串聯(lián)間隙型,由于其間隙的隔離作用,避雷器本體部分(裝有電阻片的部分)基本上不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓,不必考慮長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下的老化問(wèn)題,且本體部分的故障不會(huì)對(duì)線路的正常運(yùn)行造成隱患。

線路避雷器防雷的基本原理:雷擊桿塔時(shí),一部分雷電流通過(guò)避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性,一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。

雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高,其電位值為Ut=iRd+L.di/dt(1)

式中,i——雷電流;

Rd——沖擊接地電阻;

L.di/dt——暫態(tài)分量。

當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過(guò)絕緣子串50%的放電電壓時(shí),將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut-U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1+Um>U50。因此,線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān),即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來(lái)說(shuō),線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān),不加裝避雷器時(shí),提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區(qū),降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。

加裝線路避雷器以后,當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí),雷電流的分流將發(fā)生變化,一部分部分經(jīng)塔體入地,當(dāng)雷電流超過(guò)一定值后,避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線,傳播到相臨桿塔。

雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí),由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用,將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高,使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓,絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò),因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。但由于其費(fèi)用較高,故綜合考慮后未進(jìn)行行推廣運(yùn)用。

2.降低桿塔的接地電阻。桿塔接地電阻增加主要有以下原因:

(1)接地體的腐蝕,特別是在山區(qū)酸性土壤中,或風(fēng)化后土壤中,最容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕和吸氧腐蝕,最容易發(fā)生腐蝕的部位是接地引下線與水平接地體的連接處,由腐蝕電位差不同引起的電化學(xué)腐蝕。有時(shí)會(huì)發(fā)生因腐蝕斷裂而使桿塔“失地”的現(xiàn)象。還有就是接地體的埋深不夠,或用碎石、砂子回填,土壤中含氧量高,使接地體容易發(fā)生吸氧腐蝕,由于腐蝕使接地體與周圍土壤之間的接觸電阻變大,甚至使接地體在焊接頭處斷裂,導(dǎo)致桿塔接地電阻變大,或失去接地。

(2)在山坡坡帶由于雨水的沖刷使水土流失而使接地體外露失去與大地的接觸。

(3)在施工時(shí)使用化學(xué)降阻劑,或性能不穩(wěn)定的降阻劑,隨著時(shí)間的推移降阻劑的降阻成分流失或失效后使接地電阻增大。

(4)外力破壞,桿塔接地引下線或接地體被盜或外力破壞。

高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比,根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況,盡可能地降低桿塔的接地電阻,這是提高高壓送電線路耐雷水平的基礎(chǔ),是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。針對(duì)河池供電局部分線路接地電阻值長(zhǎng)期以來(lái)偏大,降低了線路的耐雷水平。為確保線路安全運(yùn)行,對(duì)不同的桿塔型式我們采用φ8的園鋼進(jìn)行了接地網(wǎng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一加工,避免了高山大嶺上進(jìn)行施工焊接造成工藝質(zhì)量不合格等的可能,同時(shí)也減少了野外工作量,大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度,加快改造速度。通地改造使桿塔地網(wǎng)的接地電阻值大幅度降低,從而使線路的耐雷水平從理論上得到大大提高。

1.設(shè)計(jì)接地網(wǎng)改造型式。方案:利用絕緣搖表采用四極法進(jìn)行土壤電阻率的測(cè)試,以及采用智能接地電阻測(cè)試儀,直測(cè)土壤電阻率。根據(jù)測(cè)試的土壤電阻率的結(jié)果進(jìn)行比較再根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)所給予的接地裝置的型式,確定最終的接地體的敷設(shè)方案。

有架空地線路的線路桿塔的接地電阻接地放射線

(1)土壤電阻率在10000歐?米及以上的桿塔:采用八根放射線不小于518米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(2)土壤電阻率在2300~3200歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于518米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(3)土壤電阻率在1500~2300歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于358米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(4)土壤電阻率在1200~1500歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于238米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(5)土壤電阻率在750~1200歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于198米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(6)土壤電阻率在500~750歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于138米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(7)土壤電阻率在250~500歐?米的桿塔:采用八根放射線不小于118米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

(8)土壤電阻率在250歐?米及以下的桿塔采用八根放射線不小于388米的φ8圓鋼進(jìn)行敷設(shè)并焊接。

2.桿塔接地裝置埋深:在耕地,一般采用水平敷設(shè)的接地裝置,接地體埋深不得小于0.8米;在非耕地,接地體埋深不得小于0.6米。在石山地區(qū),接地體埋深不得小于0.3米。

3.接地電阻值不能滿足要求時(shí),可適當(dāng)延伸接地體射線,直至電阻值滿足要求為止,個(gè)別山區(qū),如巖石地區(qū),當(dāng)射線已達(dá)8根80米以上者,可不再延長(zhǎng)。

4.接地體的連接:采用搭接方式,兩接地體搭接長(zhǎng)度不得小于圓鋼直徑的6倍。

5.防腐:焊接部位必須處理干凈再做防腐處理。

6.為了減少相鄰接地體的屏蔽作用,水平接地體之間的接近距離不得小于5米。

三、采取的措施

1.對(duì)線路中測(cè)出的接地電阻不合格的桿塔的接地電阻進(jìn)行重新測(cè)試;并測(cè)試土壤電阻率。

2.對(duì)查出的接地電阻不合格的桿塔接地放射線進(jìn)行開(kāi)挖檢查,重新對(duì)本桿塔的敷設(shè)接地線,并進(jìn)行焊接。

3.對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)已爛斷或無(wú)接地引下線的桿塔接地裝置進(jìn)行焊接,并對(duì)接地電阻重新測(cè)試,不符合規(guī)定的重新進(jìn)行敷設(shè)。

4.對(duì)被澆灌在保護(hù)帽內(nèi)的接地引下線,采取的方式可為將引下線從保護(hù)帽內(nèi)敲出,再重新澆灌保護(hù)帽或?qū)⒁戮€鋸斷重新進(jìn)行焊接。

5.對(duì)重新敷設(shè)的接地電阻不合格的桿塔,再次使用降阻劑進(jìn)行改造。

四、結(jié)語(yǔ)

在總結(jié)了送電線路防雷工作存在的問(wèn)題和如何運(yùn)用好常規(guī)防雷技術(shù)措施的基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為雷電活動(dòng)是小概率事件,隨機(jī)性強(qiáng),要做好送電線路的防雷工作,就必須抓住其關(guān)鍵點(diǎn)。綜上所述,為防止和減少雷害故障,設(shè)計(jì)中我們要全面考慮高壓送電線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)弱程度、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等情況,還要結(jié)合原有高壓送電線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行方式等,通過(guò)比較選取合理的防雷設(shè)計(jì),提高高壓送電線路的耐雷水平。雷電活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的自然現(xiàn)象,需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部門的通力合作,才能盡量減少雷害的發(fā)生,將雷害帶來(lái)的損失降低到最低限度。

篇3:弱電設(shè)備防雷技術(shù)措施

隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,電子信息設(shè)備的應(yīng)用已深入至各個(gè)領(lǐng)域,各種電子、微電子裝備已在各行業(yè)大量使用。由于這些系統(tǒng)和設(shè)備耐過(guò)電壓能力低,雷電高電壓以及雷電電磁涌流侵入所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)都會(huì)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾或永久性損壞,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此解決電子信息系統(tǒng)對(duì)雷電災(zāi)害的防護(hù)問(wèn)題,十分重要。電子信息系統(tǒng)設(shè)備的多樣化、復(fù)雜化,其微電子元器件的工作電壓較低,通信信號(hào)幅度相對(duì)較小等特點(diǎn),如在回路中設(shè)置防雷設(shè)施勢(shì)必會(huì)影響通信、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的可靠、安全和暢通。這給弱電設(shè)備的過(guò)電壓防范帶來(lái)一定的難度。為了減少雷電感應(yīng)致使自動(dòng)化控制系統(tǒng)等弱電設(shè)備損壞,造成直接和間接的重大經(jīng)濟(jì)損失,有必要對(duì)弱電設(shè)備的防雷與接地技術(shù)進(jìn)行研究,采取有效的防雷措施。

1造成弱電設(shè)備損壞的主要原因

1.1直擊雷所謂直擊雷是指雷擊點(diǎn)直接作用在設(shè)備上或作用在傳輸線路上,由傳輸線路引人造成設(shè)備的損壞。直擊雷造成設(shè)備損壞的程度一般都較為嚴(yán)重,一般采取安裝避雷針和布設(shè)避雷帶進(jìn)行防雷保護(hù)。

1.2感應(yīng)雷所謂感應(yīng)雷是指雷擊點(diǎn)發(fā)生在距離設(shè)備幾百米或幾公里以外,雷擊點(diǎn)周圍的磁場(chǎng)發(fā)生強(qiáng)烈變化,其附近的設(shè)備或金屬導(dǎo)體上將感應(yīng)出一定的雷電壓幅值,使弱電設(shè)備過(guò)電壓造成損壞。實(shí)際上雷擊造成弱電設(shè)備損壞的大都(占99%)是由感應(yīng)雷引起的。因此,必須重視感應(yīng)雷的防范。

1.3感應(yīng)雷電壓的特點(diǎn)①雷電波是沖擊電壓披,作用時(shí)間短,一般只有幾微秒至幾十微秒的非周期變化電壓,可認(rèn)為是瞬態(tài)的變化電壓:②雷擊點(diǎn)周圍的磁場(chǎng)發(fā)生強(qiáng)烈變化時(shí)。在附近的設(shè)備、金屬導(dǎo)體上將感應(yīng)出一定的雷電壓幅值;③在設(shè)備、器件或?qū)w上所產(chǎn)生的雷電感應(yīng)電壓強(qiáng)度與其導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面、安裝高度和磁場(chǎng)強(qiáng)度(雷擊強(qiáng)度)成正比,與至雷電發(fā)生地點(diǎn)之間的距離成反比。弱電設(shè)備主要由電子元件、晶體管、集成電路等組成,其工作電壓都較低(一般為5V一12V),抗雷電干擾能力較差,即使很小的雷電感應(yīng)電壓就有可能導(dǎo)致弱電設(shè)備損壞。

2弱電設(shè)備的防雷措施

根據(jù)IEC61312標(biāo)準(zhǔn),弱電設(shè)備應(yīng)設(shè)置多級(jí)防雷保護(hù)措施。對(duì)380V低壓線路進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。按國(guó)家規(guī)范應(yīng)有三部分:在高壓變壓器后端到二次低壓設(shè)備的總配電盤(pán)問(wèn)的電纜內(nèi)芯線兩端對(duì)地加避雷器或保護(hù)器,作一級(jí)保護(hù)。在二次低壓設(shè)備的總配電盤(pán)至二次低壓設(shè)備的配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對(duì)地加裝避雷器或保護(hù)器,作二級(jí)保護(hù)。在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端對(duì)地加裝避雷器或保護(hù)器,作為三級(jí)保護(hù)。由于雷電流主要是由首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流所組成,因此雷電過(guò)電壓的保護(hù)必須同時(shí)考慮到如何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流。在采取多級(jí)保護(hù)措施的同時(shí),還必須考慮各級(jí)之間的能量配合和解耦措施。弱電系統(tǒng)的防雷可采用兩種措施:外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷可將絕大部分雷電流直接引入地下泄散;內(nèi)部防雷可阻塞沿電源或信號(hào)線所引入的雷電波。這兩道防線互相配合,各盡其職,缺一不可。

2.1外部防護(hù)措施外部防護(hù)是指對(duì)安裝弱電設(shè)備的建筑物本體的安全防護(hù),可采用避雷針、分流、屏蔽網(wǎng)、均衡電位、接地等措施。這種防護(hù)措施人們比較重視,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較完善。目前弱電設(shè)備的外部防護(hù)措施主要有:①使用建筑物的避雷針將主要的雷電流引入大地。②在將雷電流引入大地的時(shí)候俊量將雷電流分流,避免造成過(guò)電壓危害設(shè)備。③利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規(guī)則的法拉第籠,起到一定的屏蔽作用,如果建筑物中的設(shè)備是低壓電子邏輯系統(tǒng)、遙控等小功率信號(hào)電路的電器,則需要加裝專門的屏蔽網(wǎng)。④建筑物各點(diǎn)的電位均衡,避免由于電位差危害設(shè)備。⑤保證建筑物有良好的接地-2,避免雷擊建筑物時(shí)地電位抬高而損壞設(shè)備。

2.2內(nèi)部防護(hù)措施內(nèi)部防雷是指在建筑物內(nèi)部弱電設(shè)備對(duì)過(guò)電壓(雷電或電源系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓)的防護(hù),在設(shè)備受到過(guò)電壓侵襲時(shí),保護(hù)裝置能快速動(dòng)作泄放能量,從而保護(hù)設(shè)備免受損壞,可采用等電位聯(lián)接、屏蔽、保護(hù)隔離、合理布線和設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)器等措施。內(nèi)部防雷分為電源防雷和信號(hào)防雷。

2.2.1電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過(guò)電源線路對(duì)計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過(guò)防雷器對(duì)地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀防雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備,以及防止線纜遭受二次感應(yīng),依照有關(guān)防雷工程試行草案,應(yīng)采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)電源防雷器;一是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝二級(jí)或三級(jí)電源防雷器。為了確保遭受雷擊時(shí),高電壓首先經(jīng)過(guò)一級(jí)電源防雷器,然后再經(jīng)過(guò)二級(jí)電源防雷器,一級(jí)電源防雷器和二級(jí)電源防雷器之間的距離要大于l0—15m。如果兩者間距不夠,可采用帶線圈的防雷箱,這樣可以避免二級(jí)電源防雷器首先遭受雷擊而損壞。

2.2.2信號(hào)防雷系統(tǒng)由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時(shí)沖擊能量,因此要求網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備能夠承受較高能量的瞬時(shí)沖擊,而目前大部分設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而使耐過(guò)電壓、耐過(guò)電流水平下降,必須在網(wǎng)絡(luò)通信接口處加裝必要的防雷保護(hù)裝置以確保網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行。對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù),選取適當(dāng)保護(hù)裝置非常重要,應(yīng)充分考慮防雷產(chǎn)品與通信系統(tǒng)匹配。對(duì)于信息系統(tǒng),應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別確定,精細(xì)保護(hù)要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來(lái)進(jìn)行確定。因?qū)θ蹼娫O(shè)備的雷電浪涌防護(hù)重視不夠,故而發(fā)生雷電浪涌損壞設(shè)備的故障。所以在完善弱電設(shè)備外部防護(hù)的同時(shí),要加強(qiáng)弱電設(shè)備的內(nèi)部防護(hù)。①完善弱電外部雷電防護(hù),將絕大部分雷電流直接引入地下泄散。②阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號(hào)線引入的過(guò)電壓波。③限制鉗位被保護(hù)設(shè)備上浪涌過(guò)電壓過(guò)電流幅值在設(shè)備上可承受的范圍。④采用高吸收能量的分流設(shè)備(避雷器)將雷電過(guò)電壓(脈沖)能量分流泄人大地.分流(限幅)技術(shù)中采用的防護(hù)器品質(zhì)、性能的好壞是網(wǎng)絡(luò)防護(hù)的關(guān)鍵,因此,選擇合格優(yōu)良的避雷器或保護(hù)器至關(guān)重要。⑤采用短線技術(shù)。設(shè)備間的連接線盡可能短,以減少導(dǎo)線上的雷電感應(yīng)電壓幅值。⑥采用屏蔽方式。選用有屏蔽層的電纜,將減小雷電感應(yīng)電壓強(qiáng)度,但屏蔽層應(yīng)可靠接地。⑦采用隔離、絕緣來(lái)削弱雷電感應(yīng)電壓。天線的固定支架采用絕緣棒與避雷針支體隔離,電池極支架與避雷針體地板用絕緣子隔離。⑧人工隔離。如需弱電設(shè)備工作時(shí),由人工合上電源開(kāi)關(guān),插接網(wǎng)絡(luò)線路,否則,斷開(kāi)以上線路。⑨電壓抑制技術(shù)。對(duì)于無(wú)人職守設(shè)備和需不間斷與外界聯(lián)絡(luò)的設(shè)備,必須把雷電感應(yīng)電壓限制在設(shè)備承受的電壓以下,防止設(shè)備損壞。要使設(shè)備達(dá)到理想的防雷效果,必須根據(jù)設(shè)備的工作原理、工作條件、功率大小及阻抗高低來(lái)裝設(shè)相應(yīng)的防雷保護(hù)裝置。要求有一個(gè)良好的接地系統(tǒng),因所有防雷系統(tǒng)都需要通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流泄人大地,從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果機(jī)房接地系統(tǒng)做得不好,不但會(huì)引起設(shè)備故障,燒壞元器件,甚至還將危害工作人員的生命安全。另外防干擾的屏蔽問(wèn)題、防靜電的問(wèn)題都需要通過(guò)建立良好的接地系統(tǒng)來(lái)解決。

3結(jié)束語(yǔ)

弱電設(shè)備防雷的誤區(qū)目前弱電設(shè)備的防雷國(guó)家還沒(méi)有出相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),很多設(shè)計(jì)還是套用強(qiáng)電的防雷接地規(guī)范,實(shí)際上弱電設(shè)備防的一般是感應(yīng)雷,接地電流相對(duì)較小,認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)對(duì)于弱電產(chǎn)品的防雷方案的選擇、工程造價(jià)的限制有重要的意義。