输电线路防绕击避雷针的电气优化设计
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浅谈输电线路防雷改进措施,综合做好线路防雷工作[摘要]由于输电线路的架设特点决定了其运行状态极易受到各种客观因素的影响,雷击就是其中之一。
下文中笔者将结合自己的工作经验,对输电线路的防雷工作进行相关探讨,并提出一些改进建议,文中笔者将从110kV基本概况和防雷措施改造情况、输电线路防雷改进措施效果探索研究、防雷措施新思路等几个方面,对该问题进行浅析,诸多不足,还望批评指正。
【关键词】输电线路;防雷;改进措施;建议;综合近年来,随着极端天气的增加,电网雷击事故也有所上升,尤其是在一些雷电活动较为频繁的区域,防雷工作应该引起有关电力部门的足够重视。
据有关资料统计,我国每年因雷电导致的跳闸故障占到总跳闸事故的百分之四十到百分之七十左右。
由此可见,改善防雷措施,提高防雷水平,可以有效的提高线路运行质量,下文中笔者将结合具体实例对该问题进行分析。
1、110kV基本概况和防雷措施改造情况1.1110kV基本概况文中笔者将以某地110kV线为例,谈谈防雷措施的布设和改造情况,该线路全长大约为三十千米,共有杆塔一百一十三基,导线材质为LGJ-70/10钢芯铝绞线,地线材质为GJ-35钢绞线,位于近山和丘陵地带,入夏以来多次发生雷击跳闸事故,严重的影响了线路运行的安全性和可靠性。
1.2110kV线防雷措施改造情况(1)由于线路运行的过程中,瓷质绝缘子会产生不同程度的损耗,所以有关部门为了安全起见,将其全部换为合成绝缘子及玻璃绝缘子。
(2)对于线路的接地网的改造,主要是采用φ12圆钢对其重新埋设。
(3)避雷设施的改造主要表现为49、50、100、101、102、103号共5基杆塔安装了氧化锌避雷器。
2、输电线路防雷改进措施效果探索研究2.1架设双避雷线或避雷针,增大保护角避雷线是最常见的防雷措施之一,是一种通过增设导线引流的方式来减少雷电电流的危害的方式。
在采用避雷线对架空线路进行防雷的过程中,可以有效的增加导线的保护角,可以减少绕击导线的概率。
电线路防绕击避雷针防护有效研究摘要:通过分析输电线路反击和屏蔽故障的原因,指出屏蔽故障是500kV超高压输电线路跳闸的主要原因。
应根据故障的特点采取预防或减少攻击的措施。
避雷器的安装是防绕的有效措施,并给出了合理化建议。
关键词:电线路;防绕;防绕;避雷器前言:雷电的危害可分为三种:直击雷、感应雷和浪涌。
在线路上,线路的主要损坏是直接雷击。
避雷针直接作用于输电线路。
它可以分为三种情况:(1)绕过避雷针,击中导体;(2)避雷线靠近塔顶。
高压输电线路的各种防雷措施都有针对性。
因此,在设计高压输电线时,必须选择防雷的途径,首先要弄清高压输电线路雷击的原因。
1、雷击原因分析高压输电线路绕击原因分析:根据和高压输电线路的现场观测和模拟试验证明,屏蔽率和避雷线对导线角边的操作经验,对塔和高压输电线路穿越的地形和地质条件的高度进行测量。
山区高压输电线路的绕线率是高压输电线路的3倍左右。
在设计中,输电线路必然会出现大跨度,耐雷水平薄弱:某些地区雷电活动比较强烈,使一段线路比其他线路更易受雷击。
高压输电线路反击的原因分析:、塔顶或避雷器的作用下,通过塔体和接地体产生雷电电流,使杆塔电位升高,产生相导线的感应过电压。
如果塔体电位与相导线感应过电压的电位差高于高压输电线路,则导线与杆塔之间立即发生闪络。
这种闪络是反击闪络。
根据公式可以看出,降低杆塔接地电阻,提高k的耦合系数,减小分流系数,加强高压绝缘输电线路,可以提高高压输电线路的耐雷水平。
在实际实施中。
我们重点研究降低杆塔接地电阻和提高耦合系数的方法,以此作为提高杆塔耐雷水平的主要手段。
雷电多发线的主要原因:一是特殊的地理环境和气候条件,容易发生雷击,雷电活动频繁;在高海拔山坡,容易发生雷电屏蔽;三是低线的设计标准,塔的防雷保护角较大,容易发生雷击;四是低防护等级低的线路绝缘不好,容易出现线路雷击跳闸现象;五是充放电频繁和剧烈。
高压输电线路雷击事故主要与线路绝缘子50%放电电压、架空地线、雷电电流强度、杆塔接地电阻等四个因素有关。
高压输电线路防雷措施分析及改进方法随着中国电网的发展,高压输电线路在全国范围内得到了广泛的应用。
然而,在高压输电过程中,雷击现象常常发生,给电网带来了不良影响,影响了电网的安全和稳定运行。
因此,高压输电线路的防雷措施显得尤为重要。
目前,高压输电线路的防雷措施主要有以下几种:建立避雷针、装设避雷器、保持导线间距、加装全金属避雷网、增加接地电阻等。
建立避雷针是在高压输电塔顶部设置针形避雷装置,通过避雷针的导电作用将雷电引到地面,保护电线和输电设备。
然而,如果避雷针的形状或布置不当,可能会导致雷击跳跃和闪络现象,影响了避雷效果。
此外,避雷针的材质也很重要,一般需要选用耐腐蚀、导电性好的材料。
装设避雷器是通过在电力系统中设置带有避雷元器件的保护器来保护电力设备和电线。
避雷器在系统中起到了抑制过电压和过流的作用,从而保护电力设备。
但是,由于避雷器需要在过电压时启动,因此需要选择适当的启动电压和后续工作电压。
此外,还需要考虑避雷器的故障、温度等因素对整个系统的影响。
保持导线间距是通过增加导线间的距离来降低沟道闪络和毛刺闪络的发生。
根据实验结果显示,当导线之间的距离大于1米时,高压输电线路的防雷效果会显著提高。
但是,保证导线间距需要占用更多的土地和杆塔,增加了高压输电线路的建设成本。
加装全金属避雷网是将导线周围加装席状的金属网,以提高导线的避雷能力。
全金属避雷网主要是通过与闪电电流的感应电流抵消来达到减小雷击的效果。
但是,增加全金属避雷网也会增加线路的建设成本和维护成本。
增加接地电阻是通过将接地电极埋在土壤中来增加接地电阻,从而达到降低雷击电流的效果。
然而,增加接地电阻需要密集布置电极和使用导电材料,也会增加高压输电线路的建设成本和维护成本。
在已有的防雷措施之上,可以结合地形、天气和环境因素,采取综合的防雷措施,例如定期维护线路、改进避雷针的形状和材料、加装全金属避雷网或采用其他具有高效性和经济性的措施等。
总之,为保障高压输电线路的安全和可靠运行,防雷措施的应用是至关重要的。
输电架空线路的防雷击措施及优化方法摘要:雷击事故是影响高压输电电网运行安全的重要要素,容易造成输电线路短路跳闸等问题,从而对电力系统的正常供电产生影响,增大开关设备以及线路的维护量。
因此,本文从高压输电线路防雷的重要性出发,探讨不同类型雷击的影响,介绍了输电线路的防雷击措施以及其优化方法。
关键词:输电线路;雷击事故;防雷击措施;优化方法随着电力工业技术的不断发展,高压输电网已成为现代工业生产的重要基础设施。
高压输电线路的防雷问题对于电力系统的正常运行起着至关重要的作用。
雷击事故可能导致线路短路跳闸、设备损坏等严重后果,甚至会引发火灾、爆炸等事故。
在电力系统供电质量的要求日益提高的今天,高压输电线路防雷已经成为电力生产、工业生产和城市生活保障中不可或缺的一部分。
一、高压输电线路防雷的重要性高压输电线路的安全和可靠性对整个电力系统都至关重要。
这些输电线路通常被安置在野外,分布范围广泛,纵横交错。
这使得它们容易受到雷击的影响。
当这些输电线路受到雷击时,电力系统出现跳闸现象,这不仅影响了供电的正常运行,而且还增加了维护成本。
如果保护不周,雷电灾害可能会对变电站和电厂电气设备造成不同程度的损失,增加经济损失。
因此,必须采取必要的防雷措施,以确保输电线路和电力系统的运行安全和可靠性,并避免不必要的经济损失。
在防雷措施方面,需重点保护线路、变电站和电厂,以确保电场设备和变电所的绝缘安全。
这将进一步减少雷击事故的发生,并为供电企业提供间接保护。
其中,高压输电线路分布广泛,不仅连接变电站和重要用户,还是电力系统中最关键的部分,对供电的可靠性有直接影响。
因此,输电线路在电网中非常重要,只有确保其安全运行,才能实现强电强网。
二、不同类型雷击的影响由于输电线路由于分布面积广,处于开阔地段偏多,因此也更易受雷击。
雷击主要有直击雷和感应雷两种形式。
直击雷是指雷电正面直接击中输电线路的现象,而感应雷则是指在输电线路附近电场变化而产生的感应电流。
高压输电线路防雷措施分析及改进方法高压输电线路在电力系统之中占据着极为重要的位置,其运行方面的安全性及可靠性,直接影响着电力系统运行供电方面的稳定性及可靠性,且就其输电线路而言,主要是以架空输电线路为主,使得其极易受到外界环境的影响,雷击问题便是其中极为严重的一种,应采取有效的防雷措施,确保高压输电线路的良好运行。
标签:高压输电线路;防雷措施;改进方法一、高压输电线路防雷工作的必要性雷击问题不仅会影响到输电线路的安全性,同时还会破坏线路中已有电力设备,给输电单位造成直接的经济损失。
在初期的高压输电线路工程建设活动中,建设方必须满足绝缘性方面的技术要求。
当前的变电所在输电生产的过程中也发挥重大作用,保护不到位也会受到雷击影响,输电线路的整体安全性不能被保障,为了提升供电企业的信誉度,长期提供稳定的输电服务,必须针对雷击等恶性事件,强化防雷系统,减少雷雨天气给输电线路的恶劣影响。
高压输电线路是电力系统运行的主动脉,起着连接用户与变电站的作用,高压输电线路的运行状态对于供电可靠性与安全性有着直接的影响。
一般情况下,高压输电线路都架设在空旷的野外区域,有着纵横交錯、走线长的特征,因此,在遇到雷雨天气后,高压输电线路很容易遭到雷击的影响,一旦发生雷击,高压输电线路就会出现保护跳闸,这就会影响整个电力系统的安全运行。
二、高压输电线措施分析和可能存在的隐患2.1杆塔存在的隐患杆塔的作用是负责输电线的支撑,使用混凝土和钢筋制作而成的,在投入使用之后,长期暴露在外面,经受风吹雨打,很有可能会出现裂缝,一旦发生雷电的现象,杆塔受到雷电袭击,导致杆塔内部的钢筋过热,会出现杆塔爆裂、倒杆等现象。
2.2避雷线防雷存在的局限性避雷线设置在高压输电线路总的主要工作是进行防雷,当发生雷电灾害的时候,导线上面会产生强大额过电压,避雷线的作用是将导线进行遮蔽,将可能的将强大的过电压进行疏导,通过接地装置传入大地。
但是避雷线对导线的保护并不是百分百的,也会存在一定的隐患问题。
电气设备防雷保护系统的设计与优化引言:电气设备在现代生活中扮演着重要的角色,它们广泛应用于工业、商业和家庭等各个领域。
然而,雷电对电气设备造成的损害始终存在,并且容易导致重大事故和经济损失。
因此,设计和优化电气设备防雷保护系统变得至关重要。
本文将探讨电气设备防雷保护系统的设计原则、常见的防雷保护装置及其工作原理,并提出一些优化建议。
1.电气设备防雷保护系统的设计原则1.1 合理的接地系统:接地系统是电气设备防雷保护的基础,合理的接地系统能够提供良好的电流分配和耗散功能,将雷电能量迅速导入地下。
设计接地系统应考虑地质条件、接地电阻等因素,选择合适的接地电极和导体,确保接地系统的可靠性和稳定性。
1.2 综合防雷保护策略:电气设备防雷保护系统应采用多种综合保护策略,包括外部保护、内部保护和电源保护。
外部保护主要包括避雷针、避雷带等物理装置的安装,以减少雷电对设备的直接冲击;内部保护主要包括浪涌保护器、避雷器等装置的应用,以限制雷电进入设备内部;电源保护应考虑采用UPS等设备,以保证设备在雷电冲击时的稳定工作。
1.3 规范的接线和布线:电气设备的接线和布线应符合相关标准,避免接线处过长或交叉排布,以减少雷电感应和电磁干扰。
同时,应采取合适的绝缘措施,以防止雷击导致的电弧和火灾风险。
2.常见的防雷保护装置及其工作原理2.1 避雷针:避雷针是一种被广泛应用于建筑物及电气设备防雷保护中的物理装置。
它通过将建筑物与大地之间形成接地导体,吸引并接地降低雷电的危害。
避雷针通常由导电材料制成,其形状和长度的选择应根据建筑物的高度和周围环境来进行。
2.2 避雷带:避雷带是一种铜质或铝质的导电材料,主要用于建筑物的外墙、屋顶等部位。
避雷带通过将建筑物各部分导流到地下接地系统,以减少雷击风险。
避雷带的选择和安装位置应根据建筑物的结构、建筑布局和雷电活动情况进行合理设计。
2.3 浪涌保护器:浪涌保护器是一种常用的内部保护装置,用于限制雷电冲击进入电气设备内部。
高压输电线路防雷措施分析及改进方法高压输电线路防雷措施对电网安全运行至关重要。
在强电磁环境下,雷击可能会对输电线路造成巨大破坏甚至导致事故,因此需要采取一系列措施来保障输电线路的安全。
应在高压输电线路上布置防雷装置。
防雷装置一般包括避雷针、避雷线、避雷器等,可以引导和放电雷电,减少对输电线路的直接打击。
避雷针通常安装在高耸的杆塔上方,起到吸引和放电雷电的作用。
避雷线则连接避雷针和地面,并通过接地装置将雷电引入地下,减少对线路的影响。
避雷器可在输电线路中间定期安装,可以有效吸收雷电冲击,保护线路设备。
这些防雷设施的规划和布置需要根据具体的地理和气象条件进行评估和设计。
还需要加强对线路设备的绝缘保护。
在高压输电线路上,线路设备的绝缘状态对于防雷非常重要。
需要使用绝缘性能好的材料制作设备,例如绝缘子、隔离开关等。
需要定期检查和维护设备的绝缘状况,确保其良好工作状态。
对于线路的维护和巡检也是必要的。
定期的线路巡检可以及时发现潜在的防雷问题,例如避雷针、避雷线的老化、损坏等。
定期的维护保养工作也可以保证线路设备的正常运行。
还可以考虑利用先进的防雷技术来改进防雷措施。
雷电预警系统可以通过监测大气电场、电磁场等参数来实时预测雷电的发生,提前采取防护措施。
雷电传感器也可以用于检测线路周围的雷电活动,及时预警和保护线路设备。
还可以考虑使用防雷涂层、防雷网等新型材料和装置,提高线路的防雷能力。
高压输电线路的防雷措施需要综合考虑地理、气象条件,并结合实际情况灵活布置。
加强设备绝缘保护、定期巡检维护,并引入先进的防雷技术,可以进一步提高高压输电线路的防雷能力,保障电网的安全运行。
输电线路防绕击避雷针的电气优化设计
随着时代不断发展,输电线路的电压不断升高,传统的避雷针逐渐满足不了当前的需求,因此,输电线路防绕击避雷针的电气优化设计成为当前设计人员的首要任务。
防绕击避雷针属于地线避雷针,利用自身针尖的绝缘帽与针体串联小气隙,能有效防止雷电绕击导线,降低雷击事故的发生几率,避免安全事故。
标签:输电线路;防绕击避雷针;电气优化设计
一、普通避雷针引雷机理分析
由于雷云对地放电发生前,雷云和地面之间所形成的电场,基本上是直流静电场。
在雷云先导通道发展过程中若把雷云看成一个电极的话,那就是直流电压作用下的长间隙放电。
在雷云电场作用下,金属避雷针尖端附近的电场强度最强,局部空间电离产生的与雷云同极性的电荷通过避雷针入地,与雷云异极性的电荷向雷云方向运动,在避雷针上方形成与避雷针同极性的空间电荷层,这些空间电荷将使避雷针尖端附近的场强降低,使电离减弱甚至停止;待与避雷针同极性的空间电荷逐渐散失,针尖处的场强恢复达到电离的强度又产生电离,如此循环。
但总的来说,电离较少,空间电荷数量有限,使空间电荷层外的场强增加有限,电离区的扩展较小,故引雷作用较小。
通过上述空间电荷对电场畸变作用的分析,我们可以设想,当避雷针尖端的高场强区电离出来的与雷云同极性空间电荷不能很快消失时,空间电荷产生的附加电场将进一步增强针尖附近的电场强度,图1所示为当雷云电场为负极性时,避雷针尖端处有負空间电荷存在时的电场分布。
高场强电离或强场放射的作用易于在避雷针尖端形成上行先导,从而加强避雷针的引雷作用,其保护范围也将加大。
二、防绕击避雷针针尖的绝缘帽避雷分析
想要增加避雷针针尖处的电荷密度,应做到以下两点:①增加避雷针本身的高度;②根据相关的电介质计划理论,使偶极子电介质受电场作用影响,做规律的定向移动,并使电场有序进行排列,介质的表面产生电荷呈现极性。
受极化影响,附加电荷在电极上较多,并与电极原有的电荷极性相同,利用增大电荷密度,增强电场的强度,因此,在避雷针针尖处安装绝缘帽能有效增强避雷针的引雷能力。
绝缘帽的安装,防止避雷针针尖附近的空间电荷进入避雷针内,从而避免电荷消失。
受雷云自身的作用影响,避雷针针尖处的电荷强度最大,并随着雷云的下行先导向地面延伸,使避雷针针尖处电荷不断增强,当雷云的同极电荷与局部空间电离出的电荷同时被绝缘帽阻隔时,使电荷其紧贴避雷针的绝缘帽外部,并避免电荷通过避雷针流入大地。
当避雷针戴有绝缘帽时,避雷针尖端的电场强度不断升高,并始终大于未戴绝缘帽的避雷针电场强度,使得电离现象不断发生,
形成导电性好、密度大的区域,最终形成由避雷针向上发展的迎面先导,其作用与提升避雷针本身的高度相同,从而增强避雷针的避雷效果。
三、防绕击避雷针针体串联小气隙避雷分析
当天空出现雷云时,地面与雷云之间形成电场,该电场强度可高达5kV/m,并使电场内的部分金属物体或建筑物出现电晕放电现象。
当下行先导在雷云内部形成时,雷击放电过程开始。
下行先导电荷首先向地面移动,在运动过程中呈阶梯式规律,并使自身所携带的电荷与地面形成电场,与此同时,地面的部分金属物或建筑物产生上行的先导电荷,并不断向上移动,最终,与下行先导电荷会合,当两个先导电荷会合时,闪电电流将流过二者形成的通道。
在地面产生上行先导过程中,可能会产生多个上行先导电荷,但第一个与下行先导会合的上行先导决定了雷击位置。
输电线路防绕击避雷针本体串联小空气间隙,在雷云先导通道运行过程中,避雷针串联的小间隙相当电容的存在,并在小间隙自身的两极积累电荷,当场强超过极限值时,将击穿小间隙,导致小间隙开始放电,电荷在一定的作用下,与避雷针针尖处的电荷会合,同时向上发展,从而形成迎面上行先导,从而增大小间隙避雷针的引雷能力。
四、相关电气试验
4.1试验物品
在试验前,应准备普通避雷针、串联小气隙避雷针、安装绝缘帽避雷针以及串联小气隙同时安装绝缘帽的避雷针。
4.2试验原理
在试验过程中,将避雷针针尖与试验雷云板的空气间隙设置为1m,利用操作冲击波与雷电冲击波,设置气隙的临界击穿电压与超过临界值的击穿电压,重复进行实验,与此同时,为避免云板对试验数据的真实性产生影响,应将云板位置与试验品的位置进行调换,从而将影响因素降到最低,其试验原理如图2所示。
4.3试验过程
在试验过程中,通过对电压值重复试验,能测量出空气间隙操作波1.7m与1m的雷电波实验数据,通过比较可以发现,输电线路防绕击避雷针针尖戴上绝缘帽与避雷针本体串联小间隙的避雷针的引雷能力值,试验布置如图3所示。
4.4试验结果
通过上述试验结果,能有效证明输电线路防绕击避雷针针尖戴上绝缘帽与避雷针本体串联小间隙能有效提升避雷针的引雷能力。
当避雷针与云层之间的电压达到临界值时,没有串联间隙和戴绝缘帽的避雷针引雷能力明显小于串联间隙和戴绝缘帽的避雷针,同时随着冲击放电电压的不断增大,串联间隙和戴绝缘帽的
避雷针引雷能力不断提升,由此可知,在更高电压的环境下,该避雷针的作用效果更好。
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梁兴平(1990.08.29),男,福建长汀,汉,大学本科,工程师,高压线路带电检修工,研究方向:输电线路运检。