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35kV、110kV輸電線路防雷保護間隙的研究

發布時間：2024-03-06 08:40:07

摘要：防雷防護縫隙的基本功能是在受到雷電沖擊時，將雷電電流快速地排出，以阻止其被雷電劈裂而導致的損壞，保證電力系統的安全穩定，避免大范圍的停電。在防雷防護縫隙的設置中，防雷防護縫隙的設計好壞，將對防雷防護縫隙的性能起到至關重要的作用。

引言

這種情況在山地和高原地區尤其突出，由于高原的地形和氣候環境差異很大，輸電線路的雷電危險性很大，做好電力系統的防雷工作，對保障電力系統的安全穩定有著非常重要的意義。通過多年來的研究和探討，國內在防雷方面已取得較大成就，各種防雷手段層出不窮，然而傳統的防雷手段難以適用于特定的地域，致使此類區域的雷電失效無法得到很好地抑制。

一、常規防雷方法和防雷保護間隙

（一）常規防雷方法的分析

經過多年的工作，國內已有的防雷技術已有很大的發展，在國內，傳統的雷電防護措施主要有：增設耦合地線，裝設自動重合閘裝置，加強輸電線路絕緣，降低桿塔接地電阻，架設避雷線，安裝線路避雷器等。本文對這些常見的一些方法作了簡要的介紹，并對它們的優點和不足作了簡要的介紹。在高壓輸電線路的防雷防護中，采用了避雷線的方式，它可以有效地防止雷擊直接導線，并且可以起到：①分流雷擊電流，降低流經鐵塔的雷擊電流總量。②通過與輸電線路之間的耦合，使輸電線路在遭受雷電沖擊時，能夠有效地減小輸電線路上的電壓。③保護絕緣層，可減少金屬絲上的感生過壓；一般來說，該方案更適合平原，但在地形較為復雜的山地、高原等地形條件下，該方案的使用效率往往不夠高，且往往會導致雷線的遮斷故障。由于高壓輸電線具有自愈的性能，當線路跳過后，高壓下的轟燃將會自動消除。采用自適應重合閘技術，可以大大降低電網遭受雷電災害的危險性。據可靠數據顯示。該技術在110 kV輸電線路的防雷防護中的實際運用，其總成材率為75%～95%,35 kV輸電線路的防雷安全合格率也達到了50%。在國內的電力系統中，已基本實現了重合器的普遍應用。但是，這種方法無法防止由于絕緣子串被燒壞而導致的斷線故障，所以必須和其他的防雷設備一起應用。裝設線路避雷器是一項比較新穎的防雷技術，已被世界上很多先進國家采用并收到了很好的效果。

（二）防雷保護間隙相對于常規防雷方法的優勢分析

通過以上的分析可以看出，傳統的雷電防護措施在傳輸線路的雷電防護方面可以起到很好的效果，但對于一些特定的地形，其使用的效率并不高，很難達到很好的防護效果。但是，有些防雷措施因其經濟性等因素，很難大面積普及。另外，在雷電作用下，導線有可能因絕緣子點轟燃而引起的短路，傳統的自重合閘等措施無法有效地阻止線路的事故。防雷防護間隔是一種新穎的防雷防護設備，它的安裝非常方便，只要將它安裝在線路的絕緣子串的兩端就可以了，它和自動重合閘一起，可以把受到雷電時的雷電流直接接地，并且可以保證線路的正常運轉，防止絕緣子表面閃爍[1]。該防雷保護縫隙可以用于110 kV、35 kV和69 kV等多種等級的傳輸線路，也能適用于山地、高原和多雷場等特定地形，平原地區也能使用。

二、35kV、110kV 輸電線路防雷保護間隙的設計

（一）防雷保護的型式、材料的選擇和安裝

將兩根中等粗細的圓鋼管制成的桿狀電極對置，以便它們之間留有一段間距以產生一排出縫隙。但其不足之處在于，在沿面閃絡放電過程中，極易燒毀，需重新安裝，在69 kV的高壓輸電線中，通常采用該間隔。采用在桿狀電極頂部嵌入金屬球構成的球隙，可以有效地防止沿面閃爍時產生的電弧燒毀，但無法從根本上解決該問題，在220 kV及以上的高壓線路中，常采用此間隙。角狀的引弧角可以分成兩種，一種是山羊角，另一種是雙角，在間隙閃燃時，靠近電極的位置會產生一道電弧，這種縫隙能拉伸電弧，促進電弧的熄滅，該間隔一般用于330 kV及以下的傳輸線。而且，縫隙的大小是可以人工調整的，所以它的實用性更強。在35 k、110kVV的輸電線路防雷防護縫隙的設計中，采用了鍍鋅圓鋼的材質來制造縫隙，在對各種材質進行分析的基礎上，該材料的強度和經濟效益都比較好。

（二）雷電沖擊過電壓下的絕緣配合

盡管空氣中的雷電電流的各個參量具有很強的離散性，它們之間的規律幾乎是一樣的，但它們的具體值卻有很大的差別。雷閃是一種典型的沖擊形式，其產生的高壓也是一種震蕩型，而防護縫隙與絕緣子帶間的匹配能夠將雷擊沖擊下的防護縫隙及絕緣子帶處的閃絡電壓分別當作最大過電壓和耐受電壓，獲得雷擊沖擊下的絕緣子串耐壓與絕緣子線長之間的相互影響規律，并據此構建相關的數理模型[2]。三片式絕緣子在35 kV、110kV電力系統中得到廣泛應用，其型式也各不相同，在XP-7陶瓷盤狀絕緣子上，當發生雷擊時，其正負極碰撞擊穿電壓一般小于正負，依據理論計算，可計算出具有正向閃電沖擊擊穿時，其50%的放電電壓應小于該值，保證了絕緣子的安全。

（三）操作過電壓下的絕緣配合

電網中有很多的電感、電容器件，當系統運行或發生故障時，各電感和電容元件的狀態必然會發生一些改變，在轉換的時候，電源會繼續提供電能，其中所存儲的磁場會轉化為靜電場的能量，這樣就會使工作過電壓比供電電源高幾倍，導致工作過壓的產生，在35 kV、110kV高壓輸電線的設計中，必須對運行過電壓予以足夠的重視。

三、結束語

綜上所述，文章探討了35kV和110kV輸電線路的防雷防護間隔的設計問題，提出了采用合適的間隔間距來實匠森金屬現對輸電線路的雷電防護，我們國家應該大力發展雷電防護間隔，提高電網運行品質。

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