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氧化锌避雷器怎么起到耐雷保护效果的?
上传时间:2022-05-07

由于工农业的急速发展,导致如今对输配电线路供电牢靠性要求越来越高。停电不只影响设备的正常工作,并且将极大地影响人们的正常生活。但是,随着电力系统的打开,用于雷击输配电线路而引起的事端也日益增多。例如,依据电网缺点分类核算标明,在我国跳闸率比较高的区域,高压线路运转的总跳闸次数中,由雷击引起的次数约占40~70%,尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形凌乱的区域,雷击输配电线路引起的事端率更高,这将给社会带来巨大的经济损失。

为了削减输配电线路的雷击缺点,选用了各种措施,如减小避雷线的屏蔽角、行进线路绝缘水平、下降杆塔接地电阻、多重屏蔽、双回线路选用不平衡绝缘等。但选用减小屏蔽角的办法将遭到杆塔结构的束缚,行进绝缘水平将添加线路造价。自1980年开端,国外打开了运用氧化锌避雷器来下降线路雷击事端的研讨,并已成功地将避雷器运用到输配电线路上。我国也已研制出10~500kV的线路避雷器,并已很多运用于输配电线路的雷电防护。国内已对110kV及以上有避雷线的输电线路选用线路避雷器后的防雷效果进行了详细的剖析,但对无避雷线的35kV线路选用线路避雷器后的防雷效果目前还没有系统的研讨。

35kV配电线路纵横延伸,地处原野,雷击线路形成的跳闸事端在电网总事端中占有很大的百分比。一起,雷击线路时自线路侵略变电所的雷电波也是要挟变电所的首要因素,因而,对线路的防雷保护应予充沛重视。本文研讨了35kV线路选用金属氧化物避雷器后,在雷击杆塔时和雷击线路情况下的保护效果。

一、剖析条件

核算选用的35kV配电线路杆塔为无拉线钢筋混凝土单杆。杆塔波阻抗为250?,电感均匀值为0.84μH/m。雷击杆塔时,雷电流流经杆塔经过杆塔接地设备流散到地中。在雷电流的效果下,接地设备的接地电阻呈现暂态电阻特性,用冲击接地电阻来表征。冲击接地电阻不同于工频接地电阻,它是土壤电特性、接地设备形状和埋深以及雷电流的函数。在核算中,一般杆塔的冲击接地电阻取为10?,而关于山区,特别是岩石区域的杆塔冲击接地电阻要高得多。为了研讨杆塔冲击接地电阻的影响,在核算时,使冲击接地电阻在5~100的较大规划内改变。

二、杆塔冲击接地电阻对耐雷水平的影响

线路的耐雷水平是确保绝缘子不产生闪络所能承受的*大雷电流(当杆塔塔顶电压与导线上的感应电压的差值超越绝缘子串的50%放电电压时,绝缘子产生闪络。氧化锌避雷器设备的意图就是依据行进线路的耐雷水平。因而,在输配电线路上装设氧化锌避雷器有必要抵达两个意图:

    1)被保护线段内雷击时,确保被保护线段内绝缘子不产生闪络;

    2)被保护线段外雷击时,确保被保护线段内绝缘子也不产生闪络。

三、耐雷水陡峭杆塔冲击接地电阻的联络

不论线路是否有避雷线,是否装有氧化锌避雷器,线路的耐雷水均匀随杆塔冲击接地电阻增大而减小。同一杆塔冲击接地电阻下,装设了氧化锌避雷器的线路耐雷水平较无避雷器时高,行进程度与装设的氧化锌避雷器组数有关。装设一组氧化锌避雷器时,当冲击接地电阻在5~100?的规划时,耐雷水平虽可行进到1.2~1.6倍(有避雷线线路),1.5~2倍(无避雷线线路),但仍然很低,尤其是在高接地电阻情况下。装设三组避雷器时,即在相邻的1、2号杆塔再各装一组金属氧化物避雷器,有、无避雷线的线路的耐雷水平分别能够行进到2~4.4倍和3~5.5倍。装设五组高压避雷器时,各冲击接地电阻下的耐雷水平都有很大起伏的行进,无避雷线的线路的耐雷水平可行进到4~7.5倍;有避雷线时更为显着,可达5.6~9.8倍。其他,当接地电阻大于20?时,线路耐雷水平随冲击接地电阻增大而下降的陡度变缓,原因是冲击接地电阻尽管直接决议了雷击杆塔塔顶电位的凹凸和雷电流分流巨细,但是氧化锌避雷器的分流钳位效果使塔顶电位与导线电位靠近,靠近的程度与冲击接地电阻无关,然后减小了冲击接地电阻的影响。

在各种加装氧化锌避雷器计划下,冲击接地电阻相一起,有避雷线线路的耐雷水均匀比无避雷线时高。原因在于避雷线为雷电流提供了新的流散通道,然后行进了线路耐雷水平。

关于有避雷线的配电线路,经过比较能够发现,不装氧化锌避雷器和装一组氧化锌避雷器时,线路耐雷水平与冲击接地电阻取为同值时不同不大,也就是说,此刻耐雷水平首要取决于雷击杆塔的冲击接地电阻,受其他杆塔的冲击接地电阻的影响较小;但当装设三组和五组氧化锌避雷器时,线路耐雷水平较冲击接地电阻取为同值时显着增大,尤其是在接地电阻较大的情况下,例如,冲击接地电阻同样是在40~100?的规划改变时,这种情况下的耐雷水平是接地电阻取为同值时的2~3.9倍(装三组氧化锌避雷器)和2.4~4.8倍(装五组氧化锌避雷器),因而,此刻线路耐雷水平不只受被击杆塔的冲击接地电阻的影响,还受其它杆塔冲击接地电阻的限制。

关于无避雷线的线路,这种情况下的耐雷水平与冲击接地电阻取为同值时彻底相同,也就是说,耐雷水平首要取决于雷击杆塔的冲击接地电阻,其他杆塔的冲击接地电阻的影响很小,能够疏忽。

四、雷击线路时的耐雷水平

在加装不同组氧化锌避雷器计划下,当雷击两杆塔之间线路不同方位时线路的耐雷水平改变曲线图。雷击0号杆塔与1号杆塔之间,档距为200m。核算中所有杆塔冲击接地电阻均为10。

雷击两杆塔之间线路不同方位时线路的耐雷水平

没有装设氧化锌避雷器时,配电线路耐雷水平不受雷击方位的影响,并且耐雷水平很低,仅为2.6kA(有避雷线)和2.5kA(无避雷线),远低于雷击杆塔塔顶情况下的38.4kA和24.9kA。当0号杆塔设备一组避雷器时,耐雷水平随雷击点离0号杆塔的距离的增大而下降,雷击在1号杆塔处时的耐雷水平偏低,只需2.7kA(有避雷线)和2.6kA(无避雷线),与0号杆塔无氧化锌避雷器时的核算值几乎没有不同。当0、1号杆塔各设备一组氧化锌避雷器时,有无避雷线的配电线路的耐雷水平沿线散布曲线均以档距中心为对称轴散布,与只在0号杆塔设备氧化锌避雷器时比较,耐雷水均匀有显着的行进,在雷击档距中心线路时,耐雷水平偏高,达43.2kA和33.8kA。因而,经过对有无避雷线的35kV的配电线路的仿照核算,能够得出,在没安避雷器情况下,在雷电流大于2.6kA和2.5kA的时将产生闪络,选用氧化锌避雷器来增大雷击于导线时的耐雷水平是很重要的。

其他,关于有避雷线的配电线路,避雷线的保护也不是彻底有用的,而是有必定的绕击率。当雷电流大于某一值,将不会产生绕击,雷电流较小时,则绕击的可能性增大。下面用绕击几何剖析模型求这一临界雷电流幅值Ik,与Ik对应的击距称为临界击距rsk。

hb为避雷线的高度,hd为导线的高度,为保护角。

依据35kV配电线路杆塔参数能够求得此刻A相导线下的临界击距rAsk为25.5m,B相导线下的临界击距rBsk为16.7m(C相与之相等)。能够分别求出与之相应的雷电流幅值,IAk为5.5kA,IBk为3.1kA。因而在低于5.5kA的雷电流效果下很可能会产生绕击。

依据对35kV的有避雷线的配电线路的仿照核算成果,能够得出,在不装氧化锌避雷器的情况下,线路耐雷水平只需2.6kA,很可能产生绕击闪络,只在0号塔上装氧化锌避雷器,也很难防止。假定绕击点为0号杆塔,再在1号塔加装一组氧化锌避雷器,耐雷水平可行进到25kA以上,可彻底保护配电线路免于绕击闪络。

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