古浪供電公司--配電線路工技師專業(yè)技術論文

國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定配電線路工技師論文（國家職業(yè)資格Ⅲ級）避雷針、避雷線耦合地線防雷效果分析姓名：董建宏身份證號考證號：2017092721404721186所在省市：甘肅省武威市所在單位：古浪縣供電公司避雷針、避雷線耦合地線防雷效果分析董建宏古浪縣供電公司摘要：我國6--35kV配電網(wǎng)易發(fā)生雷害事故，雖然在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造后整體狀況有所好轉，但在雷電活動頻繁的地區(qū)，配網(wǎng)中的架空絕緣導線、架空裸導線和配電變壓器等設備因遭受雷擊而引起跳閘事故的情況并未根本好轉，雷害仍嚴重危害配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行。80年代后我國采用架空絕緣導線后，可以大大降低雷害事故發(fā)生次數(shù)，但是在實際運行中架空絕緣導線雷擊斷線的事故卻時有發(fā)生。本文對避雷針、避雷線和配電線路加裝耦合地線的防雷效果進行研究分析，提出其相應的適用場合，最終提出了配電網(wǎng)的防雷措施。關鍵詞：避雷措施；防雷效果；效果分析1.引言隨著科技的發(fā)展，電力已成為最重要的資源之一，保證電力的供應對于國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。雷電是一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的自然現(xiàn)象，它的危害體現(xiàn)在雷電的熱效應、機械效應、過電壓效應以及電磁效應，當它對大地產(chǎn)生放電時，便會造成巨大的破壞。由于架空輸電線暴露在自然中，極易受到外界的影響和損害，尤其是雷擊，嚴重地威脅著電網(wǎng)運行的安全。我國主要配電網(wǎng)絡6～35kV電網(wǎng)最易發(fā)生雷害事故，雖然城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造后狀況有所好轉，但在雷電活動頻繁地區(qū)，雷害和雷擊跳閘事故并未根本好轉，嚴重危害配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運行。對輸電線路加強防雷措施，不但可以減少由于雷電擊中輸電線路而引起的跳閘次數(shù)，還可以有效保護變電站內(nèi)電氣設備的安全運行，是維持電力系統(tǒng)持續(xù)、可靠供電的重要環(huán)節(jié)。本文針對配電線路的主要特征，從導致雷害的各方面因素出發(fā)，綜合討論了配電線路防雷的主要問題，并針對目前發(fā)生的主要雷害事故提出防范措施。1.1雷電放電過程與危害作用于電力系統(tǒng)的雷電過電壓最常見的（約90%）是由帶負電的雷云對地放電引起，稱為負下行雷。負下行雷通常包括若干次重復的放電過程，而每次可以分為先導放電、主放電和余輝放電三個階段。[1]當導線j受到雷擊時，雷電波幅值為u在導線k上將感應出式中為j線對k線的耦合系數(shù)，其值為互波阻抗與自波阻抗的比值，即。因為，所以耦合系數(shù)。3.1.2耦合系數(shù)與作用于絕緣子串上的電壓之間的關系由上述討論知，導、地線之間所承受的過電壓為（3-3）可見耦合系數(shù)k越大，則導線和耦合地線間絕緣子串上所承受的電壓越小，可以有效的防止感應雷對配電線路的危害。[4]在三相系統(tǒng)中，取耦合地線與導線中耦合系數(shù)最小的一相做為耦合系數(shù)。3.2單回線路桿塔加裝耦合地線3.2.1耦合地線位于橫擔下方（1）桿塔參數(shù)橫擔高度11.8m，絕緣子長度O.3m，邊相導線距桿塔水平距離0.6m，兩側檔距50m。（2）1根耦合地線設S為橫擔與耦合地線懸掛點垂直距離，耦合地線位于橫擔下方，K為耦合系數(shù)。3-2是桿塔示意圖。圖3-2架設1根耦合地線桿塔示意圖表3-1耦合系數(shù)計算結果S0.50.70.9K0.29750.28380.2715（3）2根耦合地線設Lb為兩根耦合地線間距離，計算所得耦合系數(shù)如下所示。圖3-3是桿塔示意圖。圖3-3架設2根耦合地線桿塔示意圖表3-2耦合系數(shù)計算結果S/L0.50.70.90．60.42540.40660.389710.43760.41910.40231.40.44220.42470.40863.2.2耦合地線位于橫擔上方（1）桿塔參數(shù)橫擔高度11.8m，絕緣子長度O.3m，邊相導線距桿塔水平距離0.6m，兩側檔距50m。（2）l根耦合地線設S為橫擔與耦合地線懸掛點垂直距離，耦合地線位于橫擔上方，K為耦合系數(shù)。圖3-4是桿塔示意圖。圖3-4架設1根耦合地線桿塔示意圖表3-3耦合系數(shù)計算結果S0.5K0.3879（3)2根耦合地線設Lb為兩根耦合地線間距離，S取0.5m，計算所得耦合系數(shù)如下所示。圖3-5是桿塔示意圖。圖3-5架設2根耦合地線桿塔示意圖表3-4耦合系數(shù)計算結果0.20.610.51490.57050.56573.2.3耦合地線位于橫擔平面（1）桿塔參數(shù)橫擔高度11.8m，絕緣子長度0.3m，邊相導線距桿塔水平距離0.6m，兩側檔距50m。(2)2根耦合地線設L為兩根耦合地線間距離，計算所得耦合系數(shù)如下所示。圖3-6是桿塔示意圖。圖3-6架設2根耦合地線桿塔示意圖表3-5耦合系數(shù)計算結果0.20.40.60.45240.47320.48433.3雙回線路桿塔加裝耦合地線3.3.1耦合地線位于橫擔下方(1)桿塔參數(shù)橫擔高度分別為11.8m、11.1m、10.4m，絕緣子長度0.3m，邊相導線距桿塔水平距離0.6m，兩側檔距50m。(2)1根耦合地線設S為橫擔與耦合地線懸掛點垂直距離，耦合地線位于橫擔下方，K為耦合系數(shù)。圖3-7是桿塔示意圖。圖3-7架設l根耦合地線桿塔示意圖表3-6耦合系數(shù)計算結果SO.5O.7O.9K0.24640.23710.2284（3)2根耦合地線設Lb為2根耦合地線間距離，計算所得耦合系數(shù)如下所示。圖3-8是桿塔示意圖。圖3-8架設2根耦合地線桿塔示意圖表3-7耦合系數(shù)計算結果S/L0.50.70.90.60.35590.34290.330710.36870.35550.34311.40.37600.36280.35043.3.2耦合地線位于橫擔平面(1)桿塔參數(shù)橫擔高度分別為11.8m、11.1m、10.4m，絕緣子長度0.3m，邊相導線距桿塔水平距離0.6m，兩側檔距50m。(2)2根耦合地線設Lb為2根耦合地線間距離，計算所得耦合系數(shù)如下所示。圖3-9是桿塔示意圖。圖3-9架設2根耦合地線桿塔示意圖表3-8耦合系數(shù)計算結果0.20.40.60.40810.42840.44033.4配電線路加裝耦合地線防雷小結加裝耦合地線可以有效減少感應雷對配電線路的危害，因此在配電線路，尤其是10KV線路可以廣泛采用。由上述的計算結果可知，耦合地線加裝在橫擔平面或者橫擔以上，且采用兩條耦合地線時，耦合系數(shù)比較高，防雷效果好。但是結合工程實際，將耦合地線直接加裝在橫擔上更容易實現(xiàn)，成本低。4.小結通常采用耐雷水平和雷擊跳閘率來表示一條線路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果。輸電線路常采用避雷線、降低桿塔接地電阻、加強線路絕緣等措施來進行防雷。直擊雷防護的措施主要是裝設避雷針或避雷線，使被保護設備處于避雷針或避雷線的保護范圍之內(nèi)，同時還必須防止雷擊避雷針或避雷線時引起與被保護物的反擊事故。4.1線路防雷措施（1）對于35kV線路的，最有效的措施有兩種：降低接地電阻(盡量小于10歐姆)和增加耦合地線(在對地高度允許的情況下)。這兩種方法可以因地制宜地單獨采用、也可以合起來采用；[5]（2）對于原來沒有加裝避雷線或者單避雷線的線路，由于控制繞擊比較困難，可以在鐵塔兩側加橫向的側向避雷針(伸出長度為3m)，它可以有效地減少線路繞擊事故的發(fā)生；（3）對于新建35kV線路，如果要使用架空地線，則應該考慮采用雙避雷線，不應采用單避雷線方式。這樣，可以有效地控制線路保護角，防止線路發(fā)生繞擊；（4）35kV及以下的線路主要防雷措施：依靠架設消弧線圈和自動重合閘；（5）10KV架空裸導線在配電網(wǎng)導線下方0.5m-1.0m處掛一根接地線。4.2發(fā)電廠和變電所的防雷措施發(fā)電廠和變電所是電力系統(tǒng)的樞紐，設備相對集中，一旦發(fā)生雷害事故，往往導致發(fā)電機、變壓器等重要電氣設備的損壞，更換和修復困難，并造成大面積停電，嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活。因此，發(fā)電廠和變電所的防雷保護要求十分可靠。變電所中出現(xiàn)的雷電過電壓的兩個來源：雷電直擊變電所和沿輸電線入侵的雷電過電壓波。它的防雷主要是在發(fā)電廠、變電所內(nèi)安裝閥型避雷器（220kV及以下）或者氧化鋅避雷器（330kV)，在發(fā)電廠、變電所的進線上設置進線段保護。[6]4.3配電變壓器及其他電力設備的防雷措施（1）變壓器的絕緣較弱，在變壓器的門型結構上不宜裝設避雷針或避雷線；配電變壓器高低壓兩側均要加裝線路避雷器；（2）柱上開關兩側均要加裝線路避雷器，變電所出線開關線路側要加裝線路避雷器；（3）35kV及以下的配電裝置，在配電裝置架構/屋頂上不宜裝設避雷針；（4）66kV配電裝置上，允許將獨立避雷針裝設在配電裝置架構/屋頂上；（5）110kV及以上的配電裝置中，將獨立避雷針裝設在配電裝置架構上。隨著科技的發(fā)展，防雷技術也在不斷發(fā)展，采取多種措施，形成有機聯(lián)系的防護整體，根據(jù)防雷對象，綜合治理，全面實施，更好地達到防雷效果。參考文獻：（1）解廣潤.電力系統(tǒng)接地技術［M］.北京：中國電力出版社，1996.（2）王學求，王