防雷保护电路范文

防雷保护电路范文（精选9篇）

防雷保护电路 第1篇

1 保护电路的原理分析

电路的保护原理表现为:低压交流电源系统防雷保护电路通常是由压敏电阻组成的, 通过增加LC滤波器、放电管等装置, 能够提高对交流电源系统防雷保护电路的保护性。通过以压敏电阻+LC滤波简单的电路来进行分析, 当入侵电压侵入到压敏电阻之后, 两端的电压形成矩形波, 可以将矩形波分为两个作用时间相差T、极性相反、幅值相同的无限长直角波形, 通过利用叠加定理能够得到电容两端的相应电压。对于滤波器来说, 电容电压和入射波的电压以及波长成正比, 并且和滤波电路的周期成反比, 为了防止出现幅值过电压, 在设计滤波器的过程中, 应该适当地放大滤波器的周期, 以此降低输出振荡电压的峰值, 有效地保护后续低压电流电源防雷保护电路。

2 三种低压交流电源系统防雷保护电路的保护性分析

根据GB18802.1-200以及IEC61643的相关规定, 采用1.2/50 s-8.0/20 s标准雷电电涌波形对电涌保护器进行试验, 文章采用PSCAD/EMTDC, 分别对LC滤波器的电涌保护、压敏电阻配合放电管构成的电涌保护、压敏电阻构成的电涌保护以及型滤波的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性进行了分析, 其分析结果如下所示。

(1) LC滤波器的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性分析。根据LC滤波器的原理得知, 电路的滤波周期通常超过压敏电阻输出的矩形波长的6倍, 并且电容电压通常低于压敏电阻的输出电压, 因此电涌保护器的输出电压也不会超过低压交流电源系统的限定电压。滤波周期可以通过电路中的电感以及电容进行调节, 如果假定电感是30 H, 通过改变电容的大小来验证LC滤波器的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性, 前级3个的选用MYL1A32K1型压敏电阻, 后级3个采用MYL1B40K621型压敏电阻, 根据测得的结果显示, 在差模冲击作用下, 当电容相对较小时, 电容电压的振荡频率相对较高, 并且保护器输出的电压也会产生振荡, 对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性相对较低, 逐渐地增加电容, 共模电容电压的幅值明显地降低, 并且降低的幅度随着电容值的增大而增大, 振荡频率也随着降低, 即对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性相对较高。

(2) 压敏电阻配合放电管的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性分析。假设电感为50 H, 根据相关的规定选择合适的放电管, 前级3个选用MYL1B40K621压敏电阻, 后级3个采用MYL1A32K431压敏电阻, 并采用1.2/s冲击电压器发生器作为实验设备。为了有效地改善保护性能, 通过采用压敏电阻配合放电管的电涌保护形式, 抑制共模过电压, 通过采用TDS2012型示波器对残压波形进行分析, 能够获得以下结果。当压敏电阻配合放电管的电涌保护在承受电压作用时, 放电管首先动作都通, 通过利用压敏电阻的非线性特性进行箝位限压, 当电容过电压抑制结束之后, 压敏电阻能够使放电管顺利的切断续流和灭弧, 并且通过和放电管相配合, 压敏电阻的动作电压可以设定得更低一些, 这样能够保证压敏电阻在抑制电涌过电压时产生更低的残压, 以此提高保护的可靠性。

(3) 压敏电阻构成的电涌保护对低压交流电源防雷保护电路的保护性分析。模拟电涌通常以共模和差模两种方式进入到低压交流电源系统中, 压敏电阻用于抑制共模过电压, 和差模过电压, 前级3个选择MYL1A32K431型压敏电阻, 后级三个选择MYL1B40K621型压敏电阻, 电感都为30 H, 通过分析能够获得以下结论:根据行波反射以及折射原理, 当暂态过电压波进入到低压交流电源系统防雷保护电路中并达到电感时, 电感随之产生和来波同记性的反射波, 反射波和来波叠加之后迅速升高, 并达到第一级压敏电阻上的电压, 进而尽早的动作泄流, 然后电感产生的和来波极性相反的暂态折射波分量, 降低作用在第二级压敏电阻上的暂态电压, 以此改善第二级压敏电阻的响应特征, 保证第二级压敏电阻能够充分的发挥箝位限压的作用, 以此增强对整个防雷保护电路的保护作用。

(4) 型滤波的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性分析。雷电电容通常以差模和共模两种形式侵入到低压交流电源系统防雷保护电路中, 型滤波的电涌保护的电感为100 H、压敏电阻采用MYL1A32K621型, 调整电容值的大小, 分析电量变化的实际状况, 差模冲击时, 测量电容以及压敏电阻的电量, 根据测得的结果显示, 当电容值相对较小时, 压敏电阻能够迅速的形成动作, 泄放雷电电涌, 但是, 电压的峰值以及波形的陡度并没有发生明显的变化;随着电容逐渐的增加, 尽管输出电压的陡度以及峰值逐渐的开始降低, 但是压敏电阻的响应时间逐渐的增长, 导致众多的冲击电流通过电容, 因此, 型滤波构成的电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性相对较弱, 不能够满足实际的需求。

3 结语

通过研究不同电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性, 能够得出以下结论:压敏电阻是低压系统中最常用的保护器件, 通过选择合适的压敏电阻, 能够体现出压敏电阻的限压效果, 对电源系统起到良好的保护作用;通过利用PSCAD/EMTP对低压交流电源系统防雷保护电路的各种电涌保护进行分析, 能够分析各种电涌保护对低压交流电源系统防雷保护电路的保护性, 从而显著地提高整体电路的保护功能。

摘要：随着经济与科技的快速发展, 低压交流电被广泛地应用在各个领域中, 并且具有非常广泛的应用前景。但是, 由于低压交流电源系统中电子设备的工作电压相对较低, 并且耐抗雷电电磁脉冲、过电流以及过电压等的能力相对较差, 当遇到雷雨天气被雷击之后, 将会给低压交流电源系统造成严重的损坏, 不仅会导致系统断电造成间接的损失, 还会严重的影响供电的稳定性, 干扰社会生活与生产用电。因此, 低压交流电源系统防雷保护电力的保护性至关重要。

关键词：三种低压交流电源系统,防雷保护电路,保护性

参考文献

[1]盛财旺, 张小青, 陈灏, 等.三种低压交流电源系统防雷保护电路的保护性分析[J].电瓷避雷器, 2011, 4 (2) :48-51

[2]杨大展, 张小青, 王晓辉.一种控制系统用电源防雷保护器设计[J].高电压技术, 2009, 35 (11) :2663-2668

[3]盛旺财.低压交流电源系统雷电电涌防护的研究[J].北京交通大学, 2011 (6)

施工现场的防雷保护措施 第2篇

施工现场的防雷保护是一项不容忽视的重要工作。这关系到建筑设施、施工设备和人员的安全。特别是根据国家气象局的统计资料，我国近年来不少地域由于城市热岛效应等原因，致使雷电灾害频率逐年上升，而正处于整体变动中的建筑施工现场的防雷保护更应倍加重视。

一、避雷针的设置

安装避雷针是防止直击雷的主要措施：施工建造的建筑物，当高度在20m以上应装设避雷针。施工现场内的塔式起重机，脚手架机械设备，若在相邻建筑物、构筑物的防雷设置的保护范围以外，则应安装避雷针。若最高机械设备上的避雷针，且应保证最后退出现场，则其他设备可不设避雷针。

施工现场的机械设备需安装避雷针的规定 ：避雷针的接闪器一般选用ф16mm圆钢，长度为1~2m，其顶端应车制成锥尖。接闪器须热镀锌。

机械设备上的避雷针的防雷引下线可利用该设备的金属结构体，但应保证电气联接。机械设备所有的动力、控制、照明、信号及通信等线路，应采用钢管敷设。钢管与机械设备的金属结构体作焊接以保证其接地通道的电气连接。

二、防止感应雷击的措施

防止感应雷击的措施是将被保护物接地。

遵照国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）的要求，在施工过程中，其避雷针（网、带）及其接地装置，应采取自下而上的施工程序，即首先安装集中接地装置，后安装引下线，最后安装接闪器。建筑物内的金属设备、金属管道、结构钢筋均应做到有良好的接地。这样做可保证建筑物在施工过程中防止感应雷击。

三、接地装置

避雷装置是由接闪器（或避雷器）、引下线的接地装置组成。而接地装置由接地极和接地线组成。

独立避雷针的接地装置应单独安装，与其他保护的接地装置的安装分开，且保持有3m以上的安全距离。

除独立避雷针外，在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。接地极宜选用角钢，其规格为40mm×40mm×4mm及以上；若选用钢管，直径应不小于50mm，其壁厚不应小于3.5mm。垂直接地极的长度应为2.5m；接地极间的距离为5m;接地极埋入地下深度，接地极顶端要在地下0.8m以下。接地极之间的连接是通过规格为40mm×4mm的扁钢焊接。焊接位置距接地极顶端50mm。焊接采用搭接焊。扁钢搭接长度为宽度的2倍，且至少有3个棱边焊接。扁钢与角钢（或钢管）焊接时，为了保证连接可靠，应事先在接触部位将扁钢弯成直角形（或弧形），再与角钢（或钢管）焊接。

电子设备防雷保护浅析 第3篇

关键词：电子设备；防雷保护；重要性；应用措施

引言

雷电是一种常见的自然现象，是产生于积雨云中一种常见的放电现象，雷电分为四种：有直击雷、电磁脉冲、球形雷和云闪等，每一种雷电现象都有危害性，会对建筑物和电子设备造成一定程度的危害，所以做好对雷电的预防，是确保安全生产、生活的关键。科技的不断发展，使得越来越多的电子设备走入人们的生活中，为人们提供了很大的便利，但同时也埋下了很大的隐患，夏季雷电现象多发，而雷电现象会对电子设备造成一定的影响，稍有不慎就有可能出现触电事故，所以做好对电子设备的防雷保护措施，对确保人们生活的安全有着重要的意义。

一、电子设备进行防雷保护的重要性

随着新科技的普及，家庭中使用的电子设备越来越多，电子设备在为我们提供便利的同时，也为我们埋下了隐患，近几年我们经常会在电视上听到有关住户在家庭中洗澡被雷击之类的新闻发生，这些新闻都是发生在人们日常生活中的实事，据了解，每年因遭受雷击而造成的电子设备的损失高达上亿元，伤亡人数达到数万人多，这样的数字让人触目惊心。电子设备虽然能够为我们的生活带来便利，但同时也可能成为人们安全生活的隐患，所以做好电子设备的防雷工作，不仅仅是为了家庭财产着想，更是对自身的生命安全的负责。

二、电子设备防雷保护的主要措施

雷电现象不可避免，但我们需要采取合适的方式进行保护，防止雷击事件的发生，在日常生活中通常采用以下几种方式防止雷击：

2.1电子设施接地。电子设备接地是指利用金属物体接受雷电的雷击，通过引下线和接地装置，最终使得雷电流通过人为设定的泄流通路流到大地，以保护人员和建筑物以及设备的安全的方式。由于大地是个绝缘体，所以可以将因雷击产生的巨大电流导入到大地，这样可以避免因电流过大造成设备损坏，同时也能确保人们的生命安全，这种方式也是目前应用最广的一种防雷措施。根据电子设备的特性，所采用的接地方式大概有三种：屏蔽式、系统式、保护式。其中屏蔽式是指避免电磁辐射对通信设备的运行干扰，雷电分为四种，其中电磁脉冲主要影响的就是电子设备，电磁脉冲中夹杂着大量的干扰能量，会影响到电子设备的正常通信，更严重的会使得电子设备带有一定的电位，从而造成对其他设备的一些干扰，所以对于这种情况我们要做好对电磁脉冲的屏蔽，对于可能出现这种情况的电子设备要采用屏蔽的方式进行保护。保护式是指利用设备自身具备的金属特性将雷击时产生的的电流导入到大地，避免电流对人体产生危害，这是最常见的一种保护方式，也是安全性最高的一种保护措施。

2.2切断信号系统。电子设备内部的线路对雷电的冲击较为敏感，当雷电发生时，如果使用电子设备上网时，雷击很有可能会通过电源线进入到电子设备的内部，继而烧坏电子设备的内部零件，另外即使当雷电没有直接进入到电源线时，由于电子设备的电路较为敏感，同样有可能会出现损坏或损伤的现象，从而影响电子设备的正常使用，甚至可能会对使用者造成危险，所以一定要避免这样的情况发生，对于这种情况，最简单的做法就是切断信号系统，断绝电子设备与外界的一切信号联系，这样可以从源头上杜绝雷电的干扰，确保电子设备的安全。

2.3切断电子设备的电源。当雷电现象发生时，如果电子设备连接着电源，雷电产生的强大电流可能会通过电源线导入到电子设备的内部，继而烧坏电子设备的内部元件，使得电子设备不能正常的工作，对住户的财产造成损失。所以要避免这种情况的出现就必须在雷电天气来临时，切断电子设备的电源，断绝与外界的联系，确保电子设备的安全。

2.4保持电子设备与建筑物外墙之间的距离。现在的建筑物内部都含有大量的钢筋，当建筑物遭受到雷击之后，强大的电流会通过建筑物中含有的钢筋导入到大地中，在雷电导入的过程中，建筑物的外墙会有大量的电流通过，这些电流会形成电场和磁场，如果电子设备距离外墙太近，就会进入到电流形成的磁场中，电子设备内部的电路受到电磁的干扰，很容易受到损害，影响电子设备的寿命和正常运行。

2.5拔掉任何与电子设备连接的线路。雷电现象有着很多的不可确定的因素，所以为了危险的发生，在雷电来临时尽可能的拔掉所有与电子设备连接的线路，不留一丝隐患，保证雷电现象不会对电子设备造成影响。

结语

雷电是一种自然现象，但其具有很大的危害性，每年因遭雷电灾害而损坏的电子设备不计其数，给人们带来了很大的经济损失，同时遭受过雷击的电子设备很有可能会携带一些电荷，如果人不经意间接触到这些带电的电子设备很有可能会引发触电现象，对人们的生命安全带来威胁，所以做好电子设备的防雷措施很有必要，要想做好电子设备的防雷措施，需要注意要将有可能引发雷击事件的各个因素都考虑到，从最初的电子设备的摆放位置，到雷电来临时可能会发生危险的元件，都要提前做好准备，尽量做到万无一失，这样才是保证生命财产安全的关键。

参考文献：

[1]张世谨，卢志红，陈朝海.都匀市中小学校的防雷设施分析与对应措施[J]，贵州气象，2010，3：29-30.

防雷保护电路 第4篇

关键词：防雷器,叠层间隙,功能指示电路

0 引言

随着大家防雷意识地不断提高,防雷器被广泛应用于各行各业的用电设备保护中,其中间隙型防雷基于其良好的耐受大雷电流冲击的性能,使这类产品多用于T1或Class I[1]的L-N和N-PE的防雷保护中。其中一种称为叠层间隙的防雷器,它采用多间隙串联的原理,利用每个间隙导通后的弧压降(约为15 V)的叠加,当叠加的弧压降与防雷器(SPD)自身阻性压降之和高于系统工作电压时,系统将不会产生续流,从而最终达到限制过电压、释放雷电流、保护设备的目的。

当然,再好的产品也会有失效的时候,目前,IEC 61643-11标准以及GB 18802.1标准要对SPD进行热稳定性试验,要求SPD产品在失效时,内部脱离器需配合功能完成指示;当产品失效时,内部或者外部脱离器动作,让失效的SPD与电路分离,同时产品本体需要有相应的指示。而在上述试验中要求将气体放电管、间隙等电压开关型元件短路后进行测试,所以该试验对间隙SPD的要求是空白,也就是说,没有相关的标准条款可以测试该类产品失效时产品情况,所以大多数厂家的这类防雷器都没有产品功能指示,即使有指示,也仅有简单的电源指示。但是,用户无法从SPD外观判断产品好坏,由于失效的SPD无法得到及时更换,当有后续雷击发生时,就会造成被保护设备的损坏;同时,这种已经损坏的防雷器因为没有任何指示和告警,此时,用户看到的往往是SPD是好的(外观良好),而用户的设备坏了。

文中通过对叠层间隙型SPD的原理分析,结合产品实际应用电路可能产生的失效模式,设计了一个适用于叠层间隙型SPD的指示电路。使用户在使用过程中能够了解该类型SPD的状态是否正常。

1 原理与设计

1.1 叠层SPD工作原理

叠层防雷器的原理图和工作波形如图1所示。

从图1中可以看出,这种SPD是基于电压开关型机理的防雷器,它由主间隙和触发电路组成,其主间隙采用多层间隙串联技术,即采用石墨间隙或气体放电管进行串联,其触发电路由电容组成;将主间隙的每个间隙等效成一个个电容,配合触发电路的电容形成回路,利用电容串联时,小容量电容分压高的原理,以主间隙1和触发电容C1为例,一般情况,主间隙固有电容C主1为几至几十皮法,选择触发电容C触发1远远大于主间隙自身固有电容,即可使主间隙分压比例大于90%,当有过电压时,因为串联电容的分压效应,绝大部分电压会施加到主间隙上导致其很快被击穿,即:

式中,Uc主1是分压在主间隙上的电压;U是L-N间出现的总电压(包含过电压)。如主间隙电容10 p F,触发电容选择470 p F,则计算出主间隙分压为97.9%的总电压。那么,当有过电压发生时,主间隙就会因分压高而先击穿。

于是,当有过电压时,使主间隙承担大部分电压,当电压达到每个间隙的击穿电压时,第一个主间隙击穿,依次类推,直至每个间隙逐个击穿,完成主间隙泄流和限压的作用。主间隙逐个被击穿的过程可在工作波形图上得到充分的体现。

1.2 叠层SPD失效模式

1.2.1 短路失效模式

当SPD在恶劣的环境中或者选用不当时会造成SPD发生短路失效;因为电流较大,且短路时往往伴随着拉弧现象,所以应用于L-N线路中的SPD发生短路失效的后果是很可怕的,图2是叠层间隙型产品在测试时,因试品冲击过程中产生的续流超过了产品标明的短路电流耐受能力,造成试品短路烧毁的工频故障波形。

1.2.2 开路失效模式

当发生开路损坏时(例如触发电路部分或全部损坏以及SPD在多次冲击过程中的电动力和电弧高温造成间隙内空气膨胀使产品松弛出现保护水平偏高等),图3为施加在SPD两端的电压波形(6 k V1.2/50μs),但此时的SPD并未动作,在这种状态下,SPD已经不具有其标明的电压保护参数特性,此过电压将直接加在后级设备上,当过电压超过了设备应用的过电压类别时,便导致设备损坏。

1.2.3 指示电路原理

认识到功能指示对SPD的安全应用非常重要,所以,特别设计适用于叠层间隙型SPD的指示电路,原理图如图4所示。

该指示电路根据电压比较原理,利用指示电路气体放电管(GDT)的动作电压和主间隙击穿电压比较来完成对发光管关断的控制。

1)当防雷器性能良好时候,SPD主间隙的冲击击穿电压低于指示电路气体放电管导通的电压,此时,主间隙和GDT均处于开路状态,电流会从与GDT并联的发光电路流过,产品指示灯亮,表示产品良好。

2)当防雷器发生开路失效或触发电路部分损坏导致有两个及以上的间隙未触发时,指示电路的GDT会击穿,击穿后异常电流将会通过指示电路的熔断器-压敏电阻-GDT支路通过,此时,由于串联压敏电阻的限流作用,使串联的小电流熔丝快速熔断,造成指示灯关断,指示用户防雷产品已损坏,需要更换。同时,由于压敏电阻的残压高于系统电压,因此指示电路不会有续流产生。

3)当防雷器发生短路失效时,前置熔断器或断路器动作,此时SPD和其指示电路失电,指示灯关断,指示用户SPD损坏。其中指示电路具有防雷功能,触发电路是用于触发各间隙工作的电路。

2 试验

2.1 测试目的及标准

当防雷器有了指示功能,会面临两个主要问题:一是正常的雷击浪涌测试时是否打坏指示电路,正常情况下,由于该电子指示电路与主间隙是并联关系,试验过程中,一直处于防雷器的保护中,防雷器的保护水平低于指示电路的动作电压,故雷击测试对指示电路不会有任何影响;二是指示电路本身能否通过相关安全测试。为此制作了样品进行性能验证。实验依据IEC和GB标准相关条款的测试要求,如IEC 61643-11:2011中“8.3 Electrical tests”[1]和GB 18802.1—2011中“7.6动作负载试验、7.7 SPD的脱离器和SPD过载时的安全性能试验”[2],详细规定了防雷器电性能试验的内容和方法,以下是相关测试。

2.2 带指示电路SPD的浪涌测试

按照IEC标准要求,Type1型SPD的冲击测试流程图按照图5进行。特别制作了带有指示电路的石墨间隙SPD样品用于验证。SPD设计参数为:最大连续交流电压Uc=260 V、额定断开续流值Ifi=6 k A,见图6,Ⅰ类试验的冲击电流Iimp=20 k A。

测试流程和波形如下:(1)测试波前放电电压如图7 a)所示,合格;(2)15次每隔30°电角度20 k A动作负载测试,测试时试品两端施加260 V电压,其预期短路电流值为6 k A,图8是240°电角度冲击的波形(Uc=260 V,预期短路电流Ip=6.37 k A,cosφ=0.509,Ⅱ类试验的标称放电电流In=20 k A),合格;(3)5次2~20 k A附加动作负载测试,如图9所示(Uc=260 V,Ip=5 A,Iimp=20 k A),合格;(4)复测波前放电电压见图7 b),合格。

2.3 对SPD指示电路的测试

需要注意的是IEC 61643-11:2011中“8.3.5.3Short-circuit current behaviour tests”和GB 18802.1—2011中“7.7.3短路耐受能力测试”,试验要求对每个电流路径进行相关测试,由于本指示电路含有电压开关型元件,GDT需要用铜块代替进行短路性能试验。

为了确认产品分断造成的拉弧不会影响产品的使用安全,在IEC 61643-11:2011的试验过程中,还要求采用如图10所示的金属屏栅罩住试品,并且在金属屏栅和接地电极之间连接6 A的熔断器。短路电流性能试验过程中,要求不能有对金属屏栅的闪络,且6 A熔断器不应该熔断。所以,指示电路中的元器件特别是熔断器的选取需要特别注意这项测试要求,测试样品选用的熔丝的分断能力大于或等于6 k A,从而满足高、低短路电流耐受的测试要求。

指示电路附加功能性测试电路原理图如图11所示。

根据设计原理,针对指示电路进行附加的功能测试,该测试主要模拟产品开路时,指示电路的工作情况。施加20 k A的8/20μs波浪涌冲击,并同时施加260 V AC的产品工作电压,观察熔丝和指示灯的状态,测试完成后,熔丝断开,指示灯熄灭。

3 结语

通过2.2节的测试,确认该指示电路可以有效地与叠层间隙型防雷器配合完成SPD功能指示,在整个冲击试验过程中,SPD两端始终施加电压,指示灯长亮;试验后,通过波前放电电压测试,确认SPD性能良好,指示电路稳定;通过高、低短路电流耐受测试后,指示电路的熔丝熔断,指示灯熄灭,包裹在产品外的金属屏栅与地之间的6 A熔丝没有熔断。

综上,针对目前市场上的多层(叠层)间隙大多没有防雷功能指示造成用户无法及时掌握防雷器的性能状况的现状,特别设计了这种适用于该类防雷器的指示电路。通过试验验证,该指示电路可以有效地指示多层(叠层)间隙型防雷器的功能状态。利用发光指示灯的发光的熄灭以及指示型熔断器的触头位置变化,可以很方便地指示防雷器的运行状况;同时,针对系统中不同保护水平的要求,调节指示电路的GDT击穿电压和熔断器的分断能力,即可满足不同要求的系统应用,可使终端客户方便、清晰地确认防雷器的性能状况。

参考文献

[1]IEC 61643-11:2011 Low-voltage surge protective devices-Part11:Surge protective devices connected to low-voltage power systemsRequirements and tests[S].

变电站的防雷保护 第5篇

变电站对直击雷的防护, 主要是装设避雷针。避雷针的作用是将雷电流通过自身安全导入地中, 从而保护附近绝缘水平比它低的电气设备免遭雷击损坏。对于35 kV的变电站, 由于绝缘水平较低, 不允许避雷针装设在配电构架上, 必须装设独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求;对于110 kV及以上的变电站, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故, 因此, 可将变电站所有的电气设备及变电站进出线的最后一档线路, 均纳入其保护范围。

2 变电站对雷电侵入波的防护

(1) 变电站对侵入的雷电波防护的主要措施, 是在其架空进线上装设阀型避雷器或保护间隙。氧化锌避雷器与阀型避雷器比较, 具有无间隙、无续流、通流容量大、体积小、质量小、结构简单、运行维护方便且使用寿命长、造价低等优点, 今后应优先使用。将避雷器并联装设在被保护设备的附近, 当雷电过电压超过一定值时, 避雷器动作, 从而限制了被保护设备的过电压值, 达到保护高压电气设备的目的。

(2) 变电站的进线防护。对变电站进线实施防雷保护, 其目的就是限制流经避雷器的雷电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时, 将有行波沿导线向变电站行进, 特别是在进线首端落雷, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。由于线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多, 因此, 在靠近变电站的进线 (35～110 kV无避雷线) 1～2 km处, 架设避雷线是防雷的主要措施。如果没有架设避雷线, 当靠近变电站的进线遭受雷击时, 流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA, 且其陡度也会超过允许值, 势必会对线路造成破坏。

(3) 变压器的防护。变压器的基本保护措施是靠近变压器一、二次侧安装站用型避雷器, 这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。装设避雷器时, 要尽量靠近变压器, 并尽量减少连线的长度, 以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时, 避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起, 这样, 当侵入波使避雷器动作时, 作用在一次 (高压) 侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压, 从而防止了雷电对变压器的破坏。

3 变电站的防雷接地

变电所的防雷保护 第6篇

1 变电所遭受雷击的来源

雷电放电是由于带电荷的雷云引起的放电现象。一般认为雷云是在某种大气和大地条件下, 由强大的潮湿热气不断上升进入稀薄的大气层冷凝成水滴或冰晶, 形成积云的结果。在强烈的上升空气作用下, 水滴被碰分裂带电。雷云的底部绝大部分带负电, 而在其顶部有一正电荷层。在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间, 或者雷云和大地之间就形成了强大的电场, 当此时电场强度超过空气击穿强度时, 空气开始游离放电, 产生强烈的闪电和雷鸣。大多数雷电放电发生在雷云之间, 雷云对地的放电虽占少数, 但雷云的电位估计最少可达100MV, 其放电通道中电流可达几十千安甚至几百千安, 其温度升高达2万℃以上。

变电站遭受雷击有以下方式:一是雷直击于变电所的设备上;二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。

2 雷闪过电压的危害

2.1 直击雷过电压

雷闪直接对电气设备放电引起的过电压称为直击雷过电压, 其极性与雷电流的极性相同为负。直击雷过电压的幅值可达上千千伏以上, 很显然, 大多数击于输电线或电气设备上的都会产生闪络, 可能导致火灾或爆炸。但对于高压配电线路, 往往受厂房和高建筑物的屏蔽, 所以遭受直击雷的几率较小。

2.2 感应雷过电压

感应雷过电压的幅值一般在500kV以下, 因而在35kV或运行电压更高的输电线路上, 由静电感应导致闪络是不大可能的。但若此感应电压在线路上流动, 会产生很大的热量, 使导体溶化;会产生强大的机械效应, 损坏线路的横担或杆塔。此感应过电压在线路上流动, 会对送电线路造成很大的破坏。若这个电压冲击波沿导线侵入变电站的变压器绕组或厂房内高压电动机定子绕组, 将造成严重的绝缘性破坏。

3 变电所的保护对象

变电所的雷击目的物, 按下列原则分类:

A类:电工装置, 包括屋内外配电装置、主控楼, 组合导线及母线桥等。

B类:需要采取防雷措施的建筑物和构筑物。

C类:不需要专门防雷保护的的建筑物和构筑物。

4 防雷措施

防止直击雷、感应雷过电压的防雷保护装置有避雷针、避雷线、避雷器。

变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。

架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所, 是导致变电所雷害的主要原因, 若不采取防护措施, 势必造成变电所电气设备绝缘损坏, 引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值, 使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的, 在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。

变电所接地是避雷技术、短路保护最重要的环节, 不管是直击雷, 感应雷;高压短路、低压短路或其它形式的电位差, 都将通过接地装置导入大地。因此, 没有合理而良好的接地装置, 就不能有效地防止各种事故。

5 变电所装设避雷针的原则

所有被保护设备均应处于避雷针 (线) 的保护范围之内, 以免遭受雷击。 当雷击避雷针时, 避雷针对地面的电位可能很高, 如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够, 就有可能在避雷针遭受雷击后, 使避雷针与被保护设备之间发生放电现象, 这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上, 造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。

6 避雷针与电气设备之间防雷最小距离的确定

雷击避雷针时, 雷电流流经避雷针及其接地装置, 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。

7 装设避雷针的有关规定

对于35kV及以下的变电所, 因其绝缘水平较低, 必须装设独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。对于110kV以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上, 因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架, 应装设辅助接地装置, 该接地装置与变电所接地网的连接点, 距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时, 在避雷器接地装置上产生的高电位, 沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减, 使侵入的雷电波在达到变压器接地点时, 不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱, 同时变压器又是变电所的重要设备, 故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。

由于变电所的配电装置至变电所出线的第一杆塔之间的距离可能比较大, 如允许将杆塔上的避雷线引至变电所的构架上, 这段导线将受到保护, 比用避雷针保护经济。由于避雷线两端的分流作用, 当雷击时, 要比避雷针引起的电位升高小一些。因此, 110kV及以上的配电装置, 可将线路避雷线引接至出线门型构架上, 但土壤电阻率大于1000Ωm的地区, 应装设集中接地装置。对于35～60kV配电装置, 土壤电阻率不大于500Ωm的地区, 允许将线路的避雷线引接至出线门型构架上, 但应装设集中接地装置。当土壤电阻率大于500Ωm时, 避雷线应终止于线路终端杆塔, 进变电所一档线路保护可用避雷针保护。

8 变电所铺设接地网的原则

接地网的作用较多, 在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障电流的泄流、工作接地三种。

8.1 雷电流泄流

雷电流的能量频谱显著高于工频电流, 泄流瞬间的电位差主要决定于电流变化率产生的感抗。

防雷装置地上高度hx处的电位:

U=UR+UL=IRi+L0hxdi/dt

式中:UR雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降 (kV) ;

UL雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降 (kV) ;

Ri接地装置的冲击接地电阻 (Ω) ;

di/dt雷电流陡度 (kA/μs) ;

I雷电流幅值 (kA) ;

L0引下线的单位长度电感 (μH/m) 。

雷电流时间尺度为微秒级, 相对而言电阻电压降很小。据计算8/20μs、1.5/40μs、10/700μs波型的90%峰值电流积累值分别出现在24kHz、87kHz、和11kHz附近。其频率为工频电流的1000倍左右。感抗变得十分重要。过长的地线对雷电流的泄放作用很小, 因而主要用于雷电流泄流的地网其长度应满足防雷接地体的有效长度undefined的要求。

8.2 故障电流的泄流

由于故障电流主要为低频段的工频电流。时间尺度为秒级, 在上式中电感阻抗极小, 而电阻阻抗成为主要考虑因素, 地网设计中对故障电流的强度的分析计算, 以及对接触电压和跨步的分析成为地网设计中的关键。DL/T 621《交流电气装置的接地》、DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范中有比较明确的技术规定, 相对而言对地网的规模和长度限制较小, 但对地网的接地电阻值经常有比较苛刻的要求。

8.3 工作接地

作为设备工作的零电位参考点 (使电气装置或设备的非载流金属部分保持在零电位) ;为维持设备的零电位, 其基本要求是把所有接地系统连结起来, 这就是共用接地的概念。

排放设备漏电流或静电电流, 减小电嗓声 (电嗓声会产生干扰, 引起精密电子设备的数据出错) ;

综上所述, 在设计地网时首先应确认其主要目的, 并满足其基本要求。在实际中经常是同时有几个目的, 应分析情况确定地网设计的基本原则和设计要点。

8.4 接地和接地电阻

A、接地的意义

接地是把导体 (线路和设备) 使用导线接到大地, 并和埋在大地的接地极和地网连结。接地的主要目的是以大地作为电气设备的零电位, 安全泄放雷电流或其它故障电流, 避免地电位升高太大, 通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。对于现代化的通信、微电子设备而言, 除设备和人员安全外, 对保障系统和设备的稳定性十分重要。

B、接地电阻

对于接地系统最重要的要求是接地电阻。它由三部份组成:

(1) 接地导体包括连接导体及连接器的电阻;

(2) 接地导体表面与其相连接土壤间的接触电阻;

(3) 接地导体周围土壤的散流电阻。

上述三部分中以土壤的散流电阻对接地的影响最重要, 影响因素最复杂。土质、土壤含水量、接地体的形状、尺寸、长度、数量都对其有复杂的影响, 接地系统的设计是地网设计的关键。其决定了能否以最低的造价获得最小的接地电阻值。

9 结束语

变电站是电力系统的中心环节, 一旦发生雷击事故, 会造成大面积的停电, 严重影响社会生产和人民生活, 因此, 变电所的防雷是不可忽视的问题, 建设单位和设计部门都应认真考虑, 加以重视。

摘要：电力系统内电气设备由于遭受直接雷击或雷电感应而引起的过电压, 称为雷闪过电压或大气过电压, 又称为外部过电压。由于雷电引起的大气过电压将会对变电所的电气设备和建筑物产生严重的危害, 因此, 对变电所采取有效的防雷措施是电力行业的重中之重, 否则, 将会给国家和人民造成巨大的损失。

关键词：系统,雷电,防患,措施

参考文献

[1]袁小华.电力工程[M].中国电力出版社.

山区送电线路防雷保护策略 第7篇

关键词：山区,送电线路,防雷保护

送电线路受环境影响严重，往往会对线路正常运行造成不良影响。尤其是山区所具有的比较特殊的地理气象条件，导致送电线路极易受雷电影响，雷电事故比较多。加强山区送电线路雷电保护措施已经成为保证山区电网正常运行的前提和基础，只有针对发生雷电事故的原因进行分析，才能找出问题症结进而选择合适的保护措施。

1 山区送电线路事故发生原因分析

送电线路雷击事故主要就是因为雷云放电产生过电压，过电压在通过线路杆塔时形成完整的放电通道，在这个过程中由于电压过大导致大部分线路绝缘被击穿。人们通常把这种雷电现象称为大气过电压，分为直击雷过电压和感应雷过电压两种。通常我们所说的雷电现象造成的原因，主要就是大地在感应到电压电荷时，形成一个放电泄流通道来对雷云中所放异种电荷进行中和。在雷电现象中直击雷又可分为反击和绕击两种，都会影响送电线路的正常运行。其中反击雷一般发生与无固定闪络相或者绝缘弱相，主要是一种避雷线与过电压式雷击杆顶形成雷过电压的现象，其影响程度的大小主要决定于线路绝缘强度以及杆塔接地电阻。绕击雷主要发生于两边相，是雷电绕过避雷线直接雷击于导线的雷过电压现象，其影响强度主要受雷电流幅值、送电线路防雷措施、杆塔高度等原因影响。山区与平原以及丘陵等地区相比，因为受地形影响比较大，线路杆塔高度的增加，一般比较容易发生绕击现象，因此在对山区送电线路进行雷电保护措施实施时，应该针对其地形、环境等特殊性来选择相对应的保护策略。

2 山区送电线路雷电保护措施分析

想要加强对山区送电线路的雷电保护措施，首先应该认清地形环境具有的特殊性，在传统雷电保护措施基础上，不断进行研究加入新技术、新方法，以求建立起更为有效的保护体制和管理系统，确保送电线路能够正常、安全的运行。

2.1 降低杆塔接地电阻

在对输电线路防雷保护措施中降低杆塔接地电阻是比较常用的一种，降低杆塔接地电阻，可以有效降低雷击杆塔时形成的电位升高，保护送电线路免受雷击影响。山区地区土壤电阻相对比较大，加上地质、环境等因素的影响，一般杆塔接地电阻往往都达不到要求。这就要求在正式施工时加强对地形、地势以及地质等的勘查，根据不同地形土质的电阻率，选择合适降阻措施。具体施工方式主要有：第一，水平外延接地体。确定杆塔周围是否允许应用水平放射施工，这种施工不但可以有效降低工频接地电阻，而且可以降低冲击接地电阻，提升防雷保护效用。第二，深埋接地极。如果杆塔地下较深处土壤电阻率比较低，可以选择用竖井、深埋式地极。在施工时一般选择地下水比较丰富并且水位较高的地方;可以充分利用地质本就具有的裂缝，向其注入降阻剂;另外，如果杆塔周围具有金属矿，可以将接地体插入矿体内，以此来增大接地体几何尺寸。第三，填充降阻剂。如果施工杆塔周围具有降阻效用的物体可以进行综合利用，要求这些物体必须具有低电阻率、不易流失、易于吸收和保持水分、性能稳定以及施工简易等特点。另外，就是人工添加降阻剂，例如在水平接地体周围设置高效膨润土降阻防腐剂，可以有效降低杆塔接地电阻。

2.2 安装避雷器

对送电线路安装避雷器可以将雷电流泄放到大地中，进而可以限制线路内电压的过度升高，提升线路防雷效果，保证送电线路的正常运行。在安装电路避雷器时应该注意几个方面：第一，避雷器与绝缘子之间距离一定位置，因为线路避雷器电容大电阻小，正常情况下其承担的电压很小，基本上可以认为其下端为零电位。但是绝缘子电容小电阻大，所承担的限压比较大，如果两者之间间隔比较近，就会造成绝缘子下端向避雷器下端放电现象，影响线路运行稳定。两者距离110KV84cm、220KV140cm左右，在实际安装时可以根据具体施工环境适当进行调整。第二，避免因避雷器长时间使用造成设备变形，影响其避雷效果。第三，不推荐为易于阅读而使用长引线连接计数器，原因是因为杆塔和引线间的耦合现象，耦合电流极有可能会对计数器造成影响，使得计数器数值变动失真。

2.3 增强线路绝缘

山区送电线路防雷保护与其他地区相比具有一定特殊性，受地形影响，山区送电线路一般都会选择比较高的杆塔，这样在雷雨天气发生雷电事故的几率就会大大提升。在产生落雷时，由于杆塔高度比较高，线路所感应到的电压也会随之增大。针对这一点，可以对线路采取增强绝缘的保护措施，比如在杆塔顶端增加绝缘子等。

2.4 其他防雷保护措施

在对杆塔接地电阻施工出现困难时，可以通过假设耦合地线来实现防雷保护。假设耦合地线主要就是为了加强避雷线与线路导线之间的耦合，进而可以降低绝缘子上的过电压，避免绝缘子与避雷器之间产生放电想想。另一方面，还可以加强对雷电流的分流作用，进而可以不断加强对送电线路的保护作用。同时，还可以通过信息化技术对雷电进行检测，采用雷电定位检测系统来检查送电线路周围雷电情况。通过信息技术及时搜寻发生雷害事故的线路，派专员及时进行抢修，保证送电线路的正常运行。

3 结束语

山区送电线路与其他地区相比具有一定特殊性，受雷电环境影响比较大，为保证线路的运行安全必须要采取相应的防雷保护策略。我们应该在工作过程中不断积累经验，针对存在的问题积极进行研究，并大胆启用新技术，结合山区特有地形特点进行研究，选择最合适的防雷保护措施，保护线路的运行安全，降低雷害带来的损失。

参考文献

[1]严玲.浅议输电线路雷击故障及防雷措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(08).

[2]李百挡,李景禄,朱坤双.山区110kV线路雷击事故分析及对策[J].电瓷避雷器,2010(01).

高压输电线路的防雷保护 第8篇

关键词：高压输电线路,防雷保护,绝缘配置

高压输电线路是电力系统中的关键部分, 作为系统核心, 其安全运行的重要价值不容忽视。据报道, 高压输电线路的跳闸事故中, 雷击原因导致的事故占40-70%, 对电网长期稳定供电具有恶劣影响, 一方面导致线路检修作业工作量增加, 另一方面对当地居民生活、工业生产造成困扰, 同时雷电波容易侵入到变电站、发电厂位置处, 进而引起发电元件受损, 导致更大的停电事故。为此, 进行高压线路的防雷保护具有至关重要的影响作用, 是电力系统安全运行的前提。

1高压输电线路雷击原因分析

为了进行充分的防雷保护作业, 降低事故损失状况, 需要对高压输电线路的雷击原因进行合理分析, 进行有针对性的措施处理, 方可保证防雷保护的正确进行。

首先, 避雷线保护角影响。国家对避雷线保护角具有相应的规定要求, 一般高压输电线路的安装施工中, 受施工人员、设计方案、重视程度等影响, 对保护角考虑相关较少, 导致角度过大引起的雷击现象频繁。其次, 接地装置的影响。接地装置的作用在于过于强大的雷电流顺利进入地面, 避免线路、设施的损坏。国内接地装置普遍采用碳钢, 但是受到碳钢易受外界腐蚀, 导致接地电阻增加, 尤其使用导电混凝土施工, 腐蚀更严重。雷击时容易出现对应雷电流无法顺利流出的状况, 进而对输电线路造成安全威胁, 甚至对操作人员带来生命威胁。最后, 绝缘子的影响。高压输电线路建设中, 一般采用合成绝缘子、瓷绝缘子进行施工。雷击频率过高地区, 一般采用瓷绝缘子, 但是检测维护难度较大。合成绝缘子由于检测便捷, 雷击频率低地区应用较多, 进而导致雷击发生时线路安全隐患较高。

2防雷保护措施分析

2.1减低避雷线保护角

根据以往项目经验统计, 雷电借助避雷线造成雷击的概率相对较高, 涉及因素较多, 如现场环境、杆塔材质和高度即避雷线保护角, 上述诸多影响要素中, 合理调整保护角是效果较为明显的处理手段。

2.2避雷器的安装

线路避雷器安装在输电线路后, 可保证雷击状况下, 雷电流进入对应导线, 随之流到周边杆塔中。借助分流耦合, 实现导线电位提高的目的, 可避免绝缘子闪络的发生。一般避雷器安装施工中, 需要遵循下述原则:首先, 避雷设置的安装需要根据当地环境、设备条件、杆塔雷击性质等进行设计确定。对于反击相对较多的杆塔来说, 要在三相上都要安装避雷器, 并且相邻的杆塔上也要进行避雷器的安装。而对于绕击较多的杆塔来说情况就比较简单, 只需要在其一侧安装避雷器就可以起到良好的避雷效果。其次, 在选择避雷器时, 要尽量选择那些有间隙的避雷器。再者, 在安装避雷器时, 一定要注意各部分连接的正确性与通畅性, 在有条件的情况下还要进行实验, 以确保安全性能。

2.3加强输电线路的日常维护

高压输电线路的日常维护作业中, 需要相关责任部门进行对应线路检修、周边环境变化观察, 便于降低雷击破坏的负面影响。另外, 线路运行维护中, 相关部门需要对输电线路进行定期检查巡视处理, 需要注意雷雨季的加强维护工作, 对以往雷击经验、周边环境变化等进行定期总结处理, 充分加强预防工作的落实。

另一方面, 建立输电线路数据库, 对当地各条线路的防雷措施、雷击事故等进行对应记录, 便于实现历年测量数据的整合对比分析, 根据相应规律趋势等进行防雷保护措施落实。加强线路管理工作的规划建设, 从源头上加强新技术的落实, 保证设计方案满足对应规定规范要求, 加强安装施工验收工作的强化处理, 如抽查接地体的埋深是否达标。

2.4雷电屏蔽技术的研发

对高压输电线路的防雷保护研究中, 可借助外部雷击影响为研究对象, 据统计, 国内雷击跳闸事故中, 绕击导致的事故比例较高, 为此, 高压线塔顶的避雷针设计较为常见, 一定程度上保护自身建筑设备将防绕击转变为防反击, 实现保护的目的;另外, 在输电线路、地面之间进行预防电棒保护, 可降低高压输电线路的绕击率, 保证线路防雷保护等级增加, 从材料成本角度出发, 一般不进行全线屏蔽处理, 在雷击频率较高地区设置该技术防护即可

3高压输电线路的绝缘配置

现代高压输电线路中, 由于电压等级不断增加, 绝缘配置需要进行优化处理。首先, 绝缘配置中, 对瓷绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子进行合理选取。实际铺设中, 由于高压输电线路大跨越高杆塔地段、塔顶位置较高、落雷几率变大以及绕击电流最大幅值增大等因素, 雷击发生率会增加, 导致高压输电线路跳闸率增加。为了降低跳闸事故的发生, 可在塔顶进行绝缘子增设处理, 保证与地线的间距增加, 从而提高线路的绝缘性能, 一定程度上降低了雷击频率的增加。另一方面, 绝缘配置中, 还可借助空气介质实现耐雷击程度。借助空气间隙实现绝缘保护, 是现阶段绝缘保护研究的新方向, 受实际成本限制, 空气介质为主的绝缘器材研究仍处于发展初期, 其发展空间较为广阔。

4结语

电力发展与大众生活、生产息息相关, 高压输电作为电力行业的关键环节, 其线路运行质量、防雷保护等均属于电力行业的重点关注部分。高压输电线故障中, 雷击跳闸事故频率较高, 必须加强对应防雷保护处理, 借助科学有效、经济合理的方法进行保护作业。加强对当地周边环境、气候规律的分析, 制定对应架设线路方案, 避免大面积停电事故带来的生活不便和经济损失等状况。综上, 高压输电线路的防雷保护具有重大社会现实意义, 是维持当地经济效益稳定发展的关键环节, 必须加强线路设计、安装施工、维护保养等工作的全面落实。

参考文献

[1]梁荣振.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息, 2011 (09) :41-42.

[2]李婷, 刘青山.吉林供电公司自主研发高压输电线路工具投用[J].东北电力报, 2010 (06) :14-16.

输电线路防雷分析及保护措施 第9篇

1 工程实例

该公司有2 2 0 k V线路9条/3 1 6 k m, 110kV线路38条/6527km (其中2条降压10kV运行) 。220kV线路因防雷配置较完善, 近年雷击掉闸少。跳闸较多的均为110kV线路, 详见表1。

从统计数据看, 6年间共发生雷害事故16次, 220kV、110kV线路跳闸率分别为2.5%和87.5%;雷害事故主要集中在110 kV万浑线、云牵线, 分别占31.3%、25%。从跳闸时间看, 主要集中在6、7月, 占到87.6%。故从减少线路掉闸来看, 进一步完善防雷措施是减少线路雷害的主要方面, 作好6、7月的季节性防雷工作也至关重要。

2 雷电活动的倾向分析

(1) 雷击多发生于绝缘薄弱的耐张杆塔, 表1中的16次雷击, 耐张杆塔被击8次, 占了50%。原因是在1991年大面积调爬中, 110kV线路直线杆塔绝缘配置调至2.036cm/kV, 但耐张杆塔未调, 而其绝缘子须承受较大的机械荷载易于劣化, 对整条线路来说是绝缘薄弱点。

(2) 雷击多发生于高出之颠和大档距杆塔。地形复杂, 高差大, 山谷风口等独特的地理环境成为天然的引雷区, 该区雷云与地面之间雷击的概率在每个雷电日平方公里中可达0.015次, 出现的概率很高, 如恒王线、万浑线、云牵线均属此类。

(3) 雷击多发生于接地电阻值高的杆塔 (表1中发生在接地阻值低的杆塔是因其处于山巅) 。接地装置埋于土壤, 会受到腐蚀而使导体的有效截面减少, 降低了导泄雷电流的能力, 并可能因发热接地体断裂。接地电阻不合格便易造成反击, 引发绝缘闪络, 雷击跳闸随接地电阻的增大而增高。

(4) 雷击多发于避雷线保护角大的杆塔, 减小保护角是减少雷击机率的有效手段。该区线路保护角一般在20°以内的防雷效果比较好, 很少雷击, 而如万浑一上字型混凝土单杆避雷线保护角原为28°, 因偏大故常遭雷击。

3 线路防雷保护的措施

3.1 线路防雷的一般原则

包括2个方面:设法减少绝缘子闪络;即使闪络不要转入短路形式形成稳定电弧。实际中采用了4道防线, 即: (1) 避雷线使雷不击相导线; (2) 改善接地装置使雷击塔顶或避雷线不发生反击, 简称击而不闪; (3) 加装消弧线圈使闪而不形成稳定电弧; (4) 安装自动重合闸装置保证供电不中断。

3.2 确定线路防雷工作的步骤

本着上述原则, 按照如下步骤进行工作: (1) 确定易击区段或个别易击杆塔; (2) 确定是反击还是绕击; (3) 因地制宜地制定反措, 采取综合防雷措施。

3.3 该区线路防雷保护的一些整改措施

签于目前该区除110kV万浑线外, 防雷配置均为双避雷线结构, 故在防雷措施的完善方面, 以加装消雷器, 埋设长效降阻剂, 加强线路绝缘为主。对上述雷击多发杆塔, 采取了针对性措施: (1) 对避雷线保护角大的万浑线, 采用加装地线支架的方法, 提高避雷线挂点, 将上导线的保护角由原来的28°改变为22°。 (2) 调整导、地线距离, 使其在档距中央达到S≥0.012L+1m的最小防雷距离要求, 并对万浑线单变双架空地线打塔顶防雷拉线38处, 改善分流系数, 提高设备的耐雷水平。 (3) 适当加强线路绝缘, 采用防污瓶或增加片数, 对耐张杆塔尤其要加强测零、调爬工作, 特别是对个别高杆塔适当增加绝缘, 以提高设备绝缘水平。目前已对部分耐张塔调爬933片。 (4) 降低杆塔接地电阻, 及时补加被盗接地体, 完善接地装置, 保证雷电流可靠泄放, 这是线路运行当中防雷的根本, 也是提高设备耐雷水平经济有效的手段, 尤其是对高土壤电阻地区ρ≥500Ω采用长效降阻剂效果会更显著一些, 截止目前已在12条线路上使用降阻剂2 1 8 k g, 最早使用的110kV云牵线、万浑线降阻效果目前来看良好。 (5) 装设消雷器, 消雷器以其结构简单, 易加工, 安装运输方便等优点, 在该公司输电线路中得到广泛的应用, 截止目前已在7条线路上安装阵型消雷器410kg, 实践证明与处理接地配合在防直击雷方面有一定效果。

3.4 存在的问题

在已装设消雷器且接地装置完善的线路上仍遭雷害侵扰, 一方面由于雷电本身固有的规律, 目前的防雷设备主要针对直击雷, 而对球型雷、绕击雷现在还无良策;另一方面说明在消雷器制造加工、设计、安装等方面尚需进一步的探索。此外, 要重视雷害事故的调查工作, 以查明事故的原因, 写出雷害报告为摸索雷电活动规律积累科学数据。

4 结语