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35kV、110kV输电线路防雷保护间隙的研究
发布时间：2024-03-06 08:40:07
摘 要：防雷防护缝隙的基本功能是在受到雷电冲击时，将雷电电流快速地排出，以阻止其被雷电劈裂而导致的损坏，保证电力系统的安全稳定，避免大范围的停电。在防雷防护缝隙的设置中，防雷防护缝隙的设计好坏，将对防雷防护缝隙的性能起到至关重要的作用。这种情况在山地和高原地区尤其突出，由于高原的地形和气候环境差异很大，输电线路的雷电危险性很大，做好电力系统的防雷工作，对保障电力系统的安全稳定有着非常重要的意义。通过多年来的研究和探讨，国内在防雷方面已取得较大成就，各种防雷手段层出不穷，然而传统的防雷手段难以适用于特定的地域，致使此类区域的雷电失效无法得到很好地抑制。经过多年的工作，国内已有的防雷技术已有很大的发展，在国内，传统的雷电防护措施主要有：增设耦合地线，装设自动重合闸装置，加强输电线路绝缘，降低杆塔接地电阻，架设避雷线，安装线路避雷器等。本文对这些常见的一些方法作了简要的介绍，并对它们的优点和不足作了简要的介绍。在高压输电线路的防雷防护中，采用了避雷线的方式，它可以有效地防止雷击直接导线，并且可以起到：①分流雷击电流，降低流经铁塔的雷击电流总量。②通过与输电线路之间的耦合，使输电线路在遭受雷电冲击时，能够有效地减小输电线路上的电压。③保护绝缘层，可减少金属丝上的感生过压；一般来说，该方案更适合平原，但在地形较为复杂的山地、高原等地形条件下，该方案的使用效率往往不够高，且往往会导致雷线的遮断故障。由于高压输电线具有自愈的性能，当线路跳过后，高压下的轰燃将会自动消除。采用自适应重合闸技术，可以大大降低电网遭受雷电灾害的危险性。据可靠数据显示。该技术在110 kV输电线路的防雷防护中的实际运用，其总成材率为75%～95%,35 kV输电线路的防雷安全合格率也达到了50%。在国内的电力系统中，已基本实现了重合器的普遍应用。但是，这种方法无法防止由于绝缘子串被烧坏而导致的断线故障，所以必须和其他的防雷设备一起应用。装设线路避雷器是一项比较新颖的防雷技术，已被世界上很多先进国家采用并收到了很好的效果。通过以上的分析可以看出，传统的雷电防护措施在传输线路的雷电防护方面可以起到很好的效果，但对于一些特定的地形，其使用的效率并不高，很难达到很好的防护效果。但是，有些防雷措施因其经济性等因素，很难大面积普及。另外，在雷电作用下，导线有可能因绝缘子点轰燃而引起的短路，传统的自重合闸等措施无法有效地阻止线路的事故。防雷防护间隔是一种新颖的防雷防护设备，它的安装非常方便，只要将它安装在线路的绝缘子串的两端就可以了，它和自动重合闸一起，可以把受到雷电时的雷电流直接接地，并且可以保证线路的正常运转，防止绝缘子表面闪烁[1]。该防雷保护缝隙可以用于110 kV、35 kV和69 kV等多种等级的传输线路，也能适用于山地、高原和多雷场等特定地形，平原地区也能使用。二、35kV、110kV 输电线路防雷保护间隙的设计将两根中等粗细的圆钢管制成的杆状电极对置，以便它们之间留有一段间距以产生一排出缝隙。但其不足之处在于，在沿面闪络放电过程中，极易烧毁，需重新安装，在69 kV的高压输电线中，通常采用该间隔。采用在杆状电极顶部嵌入金属球构成的球隙，可以有效地防止沿面闪烁时产生的电弧烧毁，但无法从根本上解决该问题，在220 kV及以上的高压线路中，常采用此间隙。角状的引弧角可以分成两种，一种是山羊角，另一种是双角，在间隙闪燃时，靠近电极的位置会产生一道电弧，这种缝隙能拉伸电弧，促进电弧的熄灭，该间隔一般用于330 kV及以下的传输线。而且，缝隙的大小是可以人工调整的，所以它的实用性更强。在35 k、110kVV的输电线路防雷防护缝隙的设计中，采用了镀锌圆钢的材质来制造缝隙，在对各种材质进行分析的基础上，该材料的强度和经济效益都比较好。尽管空气中的雷电电流的各个参量具有很强的离散性，它们之间的规律几乎是一样的，但它们的具体值却有很大的差别。雷闪是一种典型的冲击形式，其产生的高压也是一种震荡型，而防护缝隙与绝缘子带间的匹配能够将雷击冲击下的防护缝隙及绝缘子带处的闪络电压分别当作最大过电压和耐受电压，获得雷击冲击下的绝缘子串耐压与绝缘子线长之间的相互影响规律，并据此构建相关的数理模型[2]。三片式绝缘子在35 kV、110kV电力系统中得到广泛应用，其型式也各不相同，在XP-7陶瓷盘状绝缘子上，当发生雷击时，其正负极碰撞击穿电压一般小于正负，依据理论计算，可计算出具有正向闪电冲击击穿时，其50%的放电电压应小于该值，保证了绝缘子的安全。电网中有很多的电感、电容器件，当系统运行或发生故障时，各电感和电容元件的状态必然会发生一些改变，在转换的时候，电源会继续提供电能，其中所存储的磁场会转化为静电场的能量，这样就会使工作过电压比供电电源高几倍，导致工作过压的产生，在35 kV、110kV高压输电线的设计中，必须对运行过电压予以足够的重视。综上所述，文章探讨了35kV和110kV输电线路的防雷防护间隔的设计问题，提出了采用合适的间隔间距来实匠森金属现对输电线路的雷电防护，我们国家应该大力发展雷电防护间隔，提高电网运行品质。
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