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电力运行安全,配电网的安全运行_机电毕业论文

2013-05-01 04:29

针对2005年雷电地点较为集中，雷击伤害程度大、时间长、雨量大的特点，统计了35 kV架空线路发生的故障率比往年高，损坏的程度比往年严重，通过对雷害的分析，提出了35 kV架空线路防雷的措施，达到减少架空线路雷击跳闸事故的目的，保证线路的安全运行和对用户不间断地供电。

  1 35 kV线路现状

南京供电公司共有35 kV线路39条，线路长度约350 km，半数以上的线路处于丘林地带的小山区和水网平坦地带，线路起始两端1～2 km的线路架设架空地线，线路中间绝大多数的线路长度无架空地线，杆塔采用金属或混凝土。

2 35 kV线路雷击统计

2005 年6月15日至8月4日共发生24起35 kV线路雷击故障，重合成功17次；试送成功4次；设备故障3次。6月15日1:12分，35 kV八四线断路器速断动作，4#和5#顶线被雷击而断线，线路处于空旷地带；7月30日15:08分，35 kV长芦断路器速断保护动作，55#耐张塔顶线跳线被雷击中断开，顶线与一边线合成绝缘子被雷击，杆塔位于平地；8月4日20:09分，35 kV瓜埠线断路器速断保护动作，18#直线杆顶线（黄）、边线（绿）被雷击，顶线与一边线防污瓷绝缘子被雷击碎，顶线雷击断线，杆位于空旷地带且地势较高。

3 雷击区和遭遇雷击的线路

根据多年运行经验分析，架空线路故障一半以上是雷击引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低架空线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率，确定雷击区和易遭雷击的线路及杆塔，便于针对性地做好防雷工作，确保线路的安全运行。

4 雷害的形式

为了防止雷击电气设备而发生事故，通过对雷击区的确定，进而对35 kV线路采取针对性的防护措施，使其免受雷击，或击而不闪，闪而不弧，从而保证了电气设备的安全和稳定的供电。

雷击造成的事故称为雷害事故，雷击引起线路闪络,一般有两种形式。
4.1 反击
雷电击在杆塔或避雷线上，此时作用在线路绝缘上的电压达到或超过其冲击放电电压，则发生自杆塔到导线的线路绝缘反击。其电压等于杆塔与导线间的电位差。雷击杆塔时，最初几乎全部电流都流经杆塔及其接地装置，随着时间的增加，相邻杆塔参与雷电流泄放入地的作用愈来愈大，从而使被击杆塔电位降低。为此，要求提高 35 kV线路无架空地线的绝缘水平外，应降低线路架空地线接地电阻。
4.2 绕击
雷电直接击在相线上。电击的概率与雷电在架空线路上的定向和迎面先导的发展有关，若迎面先导自导线向上发展，就将发生绕击。一般与导线的数目和分布，邻近线路的存在，导线在档距中的弛度及其它几何因素等都有关系。为此，要求加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻，重雷区的线路架设耦合地线等。
对于35 kV无架空地线的线路，雷击概率很高。雷电流相当大时，则雷击电压过高，就近通过支持绝缘子对地放电，形成闪络，严重时引起线路断线、绝缘子击穿等故障。

5 雷害事故的判别及特征

5.1 容易遭受雷击的地段的杆塔
·山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔；
·傍山又临水域地段的杆塔；
·山谷迎风气流口上的杆塔；
·处于两种不同土壤电阻率的土壤接合部的杆塔。
5.2 根据雷害特点进行判别
反击的特征：
·杆塔的耐雷水平很低时；
·接地电阻大，同一杆塔有多相闪络；
·闪络杆塔在易受雷击地区，历年落雷频繁；
·相邻的杆塔可能同时闪络(但不同相)。
绕击的特征：
·杆塔处于易受雷击地区，历年落雷频繁；
·杆塔的耐雷绝缘水平设计很高；

·接地电阻很小，同一杆塔发生多相闪络；
·一基杆塔或相邻两基杆塔的顶相或同一边相闪络；
·山区较高的杆塔，相邻两基中相或边相闪络。

6 35 kV架空输电线路的防雷保护

架空线路每年要经受几次到几十次的雷击，雷电击中导线时，伴随着很大的电流流过，在相导线上所产生的冲击电压会达到绝缘不能承受的高电压。
35 kV中性点绝缘系统的线路常采用金属或混凝土电杆，因为这些线路的绝缘强度很低，实际上任何一次击中架空地线的雷电，都可以引起从地线到导线的反击，故在这些线路上采用避雷线是不合适的，一般只在进出线两端安装一小段，对这些线路来说，最有效的提高耐雷水平的措施，是装设避雷针、避雷器和保护间隙，雷区活动频繁的线路，应使用耦合架空地线。
架空线路雷害事故的形成通常要经历四个阶段：架空线路受到雷电过电压的作用；架空线路受到闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，必须采取“四道防线”以可靠的防雷措施，保证线路供电安全。
保护线路导线不遭受直接雷击。可采用避雷线、避雷针或将架空线路改为电缆线路。
架设避雷线是架空线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷电直击导线，同时还具有以下作用：①分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低塔顶电位；②通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；③对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
在无避雷线的线路段，且多雷区及易击点或在山顶高位的杆塔，可在杆塔顶部装设避雷针，作为防雷保护，但应改善杆塔的接地。
避雷线受雷击后不应使线路绝缘发生闪络，需降低线路杆塔的接地电阻，或适当加强线路绝缘，对个别杆塔可使用避雷器，雷区活动频繁的线路地段应架设耦合架空地线。

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降低线路杆塔的接地电阻，可利用：①增加接地极的埋深和数量；②外引接地线到附近的池塘河流中，装设水下接地网；③换用电阻率较低的土壤；④在接地极周围施加降阻剂等办法。
对于山顶上且高土壤电阻率无避雷线的杆塔和横担接地，并采用连续伸长接地体将每基杆塔的接地装置连接起来的措施，如图1所示，形成一条低电阻通道，可以防止杆塔顶部和杆塔附近的地面突出物的雷电场强发生畸变，即防止线路遭受雷击，同时提高了线路杆塔的平均高度，减少了杆塔、避雷线等投资费用。

适当加强线路绝缘，及时更换线路的零值瓷绝缘子，对雷区的直线杆塔，在保证导线对地安全距离和对杆塔各部件空气间隙的条件下，每相加一片绝缘子增加线路的绝缘，使线路能够耐受感应雷。
为防止雷电绕击线路，对于雷区活动频繁的线路地段应架设耦合地线，即在35 kV线路原有避雷线的基础上，在下层导线的下方3 m处架设一条架空地线，但要考虑到对地的安全距离，其目的是防止雷电绕击线路，保证线路的正常运行。