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电力系统的防雷技术

此内容被浏览【1938次】发表日期【2016/4/17 17:31:30
    内容摘要:因为雷电对于电力系统具有较强的破坏作用,应当引起重视。山西雷诚防雷科技有限公司结合多年的工作实践经验,对电力系统中的防雷技术进行了一些探讨。
    关键词:电力系统的防雷技术
    雷击是一种自然现象,它能释放出巨大的能量、具有极强大的破坏能力。一直以来,致力于电力生产和电力设备研究的人员通过对雷击破坏性的研究、探索,对雷电的危害采取了一定的预防措施,有效地降低了雷害。
一、雷击的形成及对电力系统的危害
1、雷电的产生原因
雷电是伴有雷鸣和闪电的天气现象,形成雷电的雷雨云在其发展过程中,会使云层带有大量的电荷,当电荷积累到一定程度时,就会向其他带异性电荷的云层或大地发生迅猛的放电。在放电过程中,闪电通道内空气温度骤增,体积迅速膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。闪电有线状,带状,球状,联珠状等形状之分。
云层与地之间的雷击放电,由一次或若干次单独的闪电组成,每次闪电都携带若干幅值很高、持续时间很短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电,每次闪电之间大约相隔二十分之一秒的时间。大多数闪电电流在10,000至100,000安培的范围之间降落,其持续时间一般小于100微秒。
2、雷击对电力系统的危害
雷击对地闪电可能以两种途径作用在供电系统上:(1)直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。(2)间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。
供电系统内部由于大容量设备和变频设备的使用,带来严重的内部浪涌问题。我们将其归结为瞬态过压(TVS)的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备电源或全部损坏。瞬态过电压(TVS)破坏作用就是这样。特别是对一些敏感的微电子设备,有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。
直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达100kA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达到5kA到10kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。
二、电力系统的防雷技术
1、变电所、配电所、设备接地网、架空线路、电缆线路应采取防止直接雷击和雷电感应过电压?;ご胧?。
2、220kV及以上变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所的室外配电装置(包括母线廊道)采用避雷针或避雷线防护应满足以下要求:
(1)避雷针不宜安装在220kV变压器屋顶、配电装置架构上和变压器的门型架构上,可安装在采用钢结构或钢筋混凝土结构等由屏蔽作用的建筑物的附属变电所的上述位置。
(2)110kV及以上的送变电装置,可将避雷针装在送变电装置的架构上,但在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区,宜安装独立避雷针。35kV及110kV配电装置,避雷针可安装送变电装置的架构上,但土壤电阻率大于500Ω·m时,宜装设独立避雷针。
(3)装在架构上的避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。装有避雷针的架构上,接地部分与带电部分间的空气中距离不得小于非污染地区标准绝缘子串的长度。但在空气污秽地区,如有困难,空气中距离可按非污秽区标准绝缘子串的长度确定。
(4)强雷区的电力主控设备和高压送变电装置,宜设独立避雷针。
(5)220kV、110kV,35kV室外送变电装置,在土壤电阻率不大于500Ω·m时,避雷线应架设到线路终端杆塔位置,从线路终端杆到送变电装置的一档线路的?;?,可采用独立避雷针,也可在线路终端塔上装设避雷针。
(6)变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所,宜采用避雷针防护。
3、电力区段的防雷:
(1)经常发生雷害地段的220kV-110kV及以下线路可架设空地线。杆塔上架空地线对边导线的?;そ?,宜采用20℃-30℃。杆塔上两根架空地线的距离,不应超过导线与架空地线间垂直距离的5倍。档距中央导线与架空地线间的距离,应符合防止雷击档距中央反击导线的要求。
(2)除少雷地区外,对110-35kV钢筋混凝土电杆铁横担线路,应提高绝缘子的绝缘爬距等级,并应以较短时间切除故障;绝缘导线铁横担线路,可不提高绝缘子爬距等级。
(3)110kV、35kV及以上架空线路中电缆长度大于50m时应在两端设避雷器,小于50m时,可在任一端装设。其接地端与电缆金属外皮连接。
(4)110-35kV及以上架空、电缆闭塞及贯通回路应设一次重合痼装置。
(5)110-35kV柱上断路器、负荷开关、电容器,应在电源侧装设避雷?;?,其接地线应与柱上断路器等的金属外壳连接。
(6)同级电压电力线路相互交叉或与较低电压线路或弱电线路交叉时,交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔均应接地。
4、变电所、送变所防雷设计:
(1)110kV-35kV及以上变电所应在架空进线段1-2km内装设架空地线。当采用电缆引入时应在电缆与架空线连接处设避雷器。
(2)110kV-35kV送变电所的每段母线上和每路架空进、出线上,都应装设避雷器。当采用电缆引入(出)应在电缆与架空连接出装设避雷器。
5、杆架式或落地式送变电台防雷设计:(1)220kV或110kV送电变压器,进线段可不架设架空地线,其高、低压侧均应装设避雷器?;?。
(2)35kV送电变压器,应在高压侧装设一组避雷器?;?。多雷区亦在低压侧亦装设一组避雷器?;?。强雷区和对供电的送电变压器低压侧应装设一组避雷器?;?。
(3)避雷器应靠近变压器装设,其接地线应变压器低压侧中性点及金属外壳连在一起接地。
6、供电线路防雷设计:
(1)35kV交流送变电线路和分支线路应采用TN-S系统的接地型式。
(2)进出建筑物的电源线路应采用电缆线路埋地敷设引入控制设备机房。当采用架空线路转换为电缆埋地引入时,其电缆长度就不小于25m。
(3)低压送变电线路的始端,应在电力总送变控制内装设第一级电源?;て鞣阑?,可将防雷件装在低压断路器后的相线上。
7、变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所的每组母线上都宜装设金属氧化物避雷器,高雷区及以上地区,宜在馈电线首端加设雷圈或采用进线段?;?。避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接,同时应在其附近装设集中接地装置。
8、自耦变压器必须在两条出线上装金属氧化物避雷器,作为过电压?;ぷ爸?。
9、在高雷区、强雷区,接触网在下列地点应采用避雷器防护:
(1)分相和战场端部的绝缘区段关节。
(2)长度大于200m的供电线或自耦变压器供电线连接到接触网上的接线处。
10、共用接地系统的接地干线的材质宜采用钢材耐腐长效降阻剂包封(等电位接地子板的进、出线除外)改善土壤的电阻阻率,导体截面积应满足热稳定和机构强度的要求,并符合下列规定:与接地网连接的接地干线,可用铜排或热度(渗)锌扁钢,铜排的截面积不小于50mm2,热镀(渗)锌扁钢的截面积不小于200mm2。厚度均不小于4mm,用降阻剂包封。
11、应在建筑物地网四周及垂直接地体处设置相关标志。
三、结束语
综上所述,只要我们采取合理的防护措施,就能尽量减少雷电造成的危害,保证电力系统的长期安全稳定运行,让电力更好地为人类服务。

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