古浪供電公司--配電線路工技師專業(yè)技術(shù)論文

國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定配電線路工技師論文（國(guó)家職業(yè)資格Ⅲ級(jí)）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(hào)考證號(hào)：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(guó)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(zhuǎn)，但在雷電活動(dòng)頻繁的地區(qū)，配網(wǎng)中的架空絕緣導(dǎo)線、架空裸導(dǎo)線和配電變壓器等設(shè)備因遭受雷擊而引起跳閘事故的情況并未根本好轉(zhuǎn)，雷害仍嚴(yán)重危害配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。80年代后我國(guó)采用架空絕緣導(dǎo)線后，可以大大降低雷害事故發(fā)生次數(shù)，但是在實(shí)際運(yùn)行中架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的事故卻時(shí)有發(fā)生。本文對(duì)避雷針、避雷線和配電線路加裝耦合地線的防雷效果進(jìn)行研究分析，提出其相應(yīng)的適用場(chǎng)合，最終提出了配電網(wǎng)的防雷措施。關(guān)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(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(diǎn)令人生畏的自然現(xiàn)象，它的危害體現(xiàn)在雷電的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、過(guò)電壓效應(yīng)以及電磁效應(yīng)，當(dāng)它對(duì)大地產(chǎn)生放電時(shí)，便會(huì)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(yán)重地威脅著電網(wǎng)運(yùn)行的安全。我國(guó)主要配電網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)，但在雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)，雷害和雷擊跳閘事故并未根本好轉(zhuǎn)，嚴(yán)重危害配電網(wǎng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)輸電線路加強(qiáng)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(hù)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的安全運(yùn)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(duì)配電線路的主要特征，從導(dǎo)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(wèn)題，并針對(duì)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(guò)程與危害作用于電力系統(tǒng)的雷電過(guò)電壓最常見的（約90%）是由帶負(fù)電的雷云對(duì)地放電引起，稱為負(fù)下行雷。負(fù)下行雷通常包括若干次重復(fù)的放電過(guò)程，而每次可以分為先導(dǎo)放電、主放電和余輝放電三個(gè)階段。[1]當(dāng)導(dǎo)線j受到雷擊時(shí)，雷電波幅值為u在導(dǎo)線k上將感應(yīng)出式中為j線對(duì)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?yàn)椋择詈舷禂?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(guān)系由上述討論知，導(dǎo)、地線之間所承受的過(guò)電壓為（3-3）可見耦合系數(shù)k越大，則導(dǎo)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(yīng)雷對(duì)配電線路的危害。[4]在三相系統(tǒng)中，取耦合地線與導(dǎo)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(dān)下方（1）桿塔參數(shù)橫擔(dān)高度11.8m，絕緣子長(zhǎng)度O.3m，邊相導(dǎo)線距桿塔水平距離0.6m，兩側(cè)檔距50m。（2）1根耦合地線設(shè)S為橫擔(dān)與耦合地線懸掛點(diǎn)垂直距離，耦合地線位于橫擔(dān)下方，K為耦合系數(shù)。3-2是桿塔示意圖。圖3-2架設(shè)1根耦合地線桿塔示意圖表3-1耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)果S0.50.70.9K0.29750.28380.2715（3）2根耦合地線設(shè)Lb為兩根耦合地線間距離，計(jì)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(shè)2根耦合地線桿塔示意圖表3-2耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)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(dān)上方（1）桿塔參數(shù)橫擔(dān)高度11.8m，絕緣子長(zhǎng)度O.3m，邊相導(dǎo)線距桿塔水平距離0.6m，兩側(cè)檔距50m。（2）l根耦合地線設(shè)S為橫擔(dān)與耦合地線懸掛點(diǎn)垂直距離，耦合地線位于橫擔(dān)上方，K為耦合系數(shù)。圖3-4是桿塔示意圖。圖3-4架設(shè)1根耦合地線桿塔示意圖表3-3耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)果S0.5K0.3879（3)2根耦合地線設(shè)Lb為兩根耦合地線間距離，S取0.5m，計(jì)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(shè)2根耦合地線桿塔示意圖表3-4耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)果0.20.610.51490.57050.56573.2.3耦合地線位于橫擔(dān)平面（1）桿塔參數(shù)橫擔(dān)高度11.8m，絕緣子長(zhǎng)度0.3m，邊相導(dǎo)線距桿塔水平距離0.6m，兩側(cè)檔距50m。(2)2根耦合地線設(shè)L為兩根耦合地線間距離，計(jì)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(shè)2根耦合地線桿塔示意圖表3-5耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)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(dān)下方(1)桿塔參數(shù)橫擔(dān)高度分別為11.8m、11.1m、10.4m，絕緣子長(zhǎng)度0.3m，邊相導(dǎo)線距桿塔水平距離0.6m，兩側(cè)檔距50m。(2)1根耦合地線設(shè)S為橫擔(dān)與耦合地線懸掛點(diǎn)垂直距離，耦合地線位于橫擔(dān)下方，K為耦合系數(shù)。圖3-7是桿塔示意圖。圖3-7架設(shè)l根耦合地線桿塔示意圖表3-6耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)果SO.5O.7O.9K0.24640.23710.2284（3)2根耦合地線設(shè)Lb為2根耦合地線間距離，計(jì)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(shè)2根耦合地線桿塔示意圖表3-7耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)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(dān)平面(1)桿塔參數(shù)橫擔(dān)高度分別為11.8m、11.1m、10.4m，絕緣子長(zhǎng)度0.3m，邊相導(dǎo)線距桿塔水平距離0.6m，兩側(cè)檔距50m。(2)2根耦合地線設(shè)Lb為2根耦合地線間距離，計(jì)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(shè)2根耦合地線桿塔示意圖表3-8耦合系數(shù)計(jì)算結(jié)果0.20.40.60.40810.42840.44033.4配電線路加裝耦合地線防雷小結(jié)加裝耦合地線可以有效減少感應(yīng)雷對(duì)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(jì)算結(jié)果可知，耦合地線加裝在橫擔(dān)平面或者橫擔(dān)以上，且采用兩條耦合地線時(shí)，耦合系數(shù)比較高，防雷效果好。但是結(jié)合工程實(shí)際，將耦合地線直接加裝在橫擔(dān)上更容易實(shí)現(xiàn)，成本低。4.小結(jié)通常采用耐雷水平和雷擊跳閘率來(lái)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(qiáng)線路絕緣等措施來(lái)進(jìn)行防雷。直擊雷防護(hù)的措施主要是裝設(shè)避雷針或避雷線，使被保護(hù)設(shè)備處于避雷針或避雷線的保護(hù)范圍之內(nèi)，同時(shí)還必須防止雷擊避雷針或避雷線時(shí)引起與被保護(hù)物的反擊事故。4.1線路防雷措施（1）對(duì)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(duì)地高度允許的情況下)。這兩種方法可以因地制宜地單獨(dú)采用、也可以合起來(lái)采用；[5]（2）對(duì)于原來(lái)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(cè)加橫向的側(cè)向避雷針(伸出長(zhǎng)度為3m)，它可以有效地減少線路繞擊事故的發(fā)生；（3）對(duì)于新建35kV線路，如果要使用架空地線，則應(yīng)該考慮采用雙避雷線，不應(yīng)采用單避雷線方式。這樣，可以有效地控制線路保護(hù)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(shè)消弧線圈和自動(dòng)重合閘；（5）10KV架空裸導(dǎo)線在配電網(wǎng)導(dǎo)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(shè)備相對(duì)集中，一旦發(fā)生雷害事故，往往導(dǎo)致發(fā)電機(jī)、變壓器等重要電氣設(shè)備的損壞，更換和修復(fù)困難，并造成大面積停電，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活。因此，發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)要求十分可靠。變電所中出現(xiàn)的雷電過(guò)電壓的兩個(gè)來(lái)源：雷電直擊變電所和沿輸電線入侵的雷電過(guò)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(jìn)線上設(shè)置進(jìn)線段保護(hù)。[6]4.3配電變壓器及其他電力設(shè)備的防雷措施（1）變壓器的絕緣較弱，在變壓器的門型結(jié)構(gòu)上不宜裝設(shè)避雷針或避雷線；配電變壓器高低壓兩側(cè)均要加裝線路避雷器；（2）柱上開關(guān)兩側(cè)均要加裝線路避雷器，變電所出線開關(guān)線路側(cè)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(gòu)/屋頂上不宜裝設(shè)避雷針；（4）66kV配電裝置上，允許將獨(dú)立避雷針裝設(shè)在配電裝置架構(gòu)/屋頂上；（5）110kV及以上的配電裝置中，將獨(dú)立避雷針裝設(shè)在配電裝置架構(gòu)上。隨著科技的發(fā)展，防雷技術(shù)也在不斷發(fā)展，采取多種措施，形成有機(jī)聯(lián)系的防護(hù)整體，根據(jù)防雷對(duì)象，綜合治理，全面實(shí)施，更好地達(dá)到防雷效果。參考文獻(xiàn)：（1）解廣潤(rùn).電力系統(tǒng)接地技術(shù)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1996.（2）王學(xué)求，王