前言
近幾年來,由于環(huán)境條件的不斷劣化,雷擊引起的輸電線路掉閘故障也日益增多,不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行,而且極大地影響了日常的生產(chǎn)、生活。從山東省來看,淄博屬于多雷區(qū),每年都發(fā)生雷擊線路掉閘故障。前些年,主要集中在南部山區(qū)線路,近幾年有向北部平原轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),雷擊已成為影響輸電線路安全可靠運(yùn)行的最主要因素。
為了減少輸電線路的雷擊故障,采取了各種綜合防雷措施,如降低桿塔接地電阻、提高線路絕緣水平、采用負(fù)角保護(hù)、架設(shè)耦合地線等,取得了一定的效果。但對(duì)于分布在高土壤電阻率的部分線路,降低桿塔接地電阻難度較大,對(duì)于防治繞擊雷對(duì)線路造成的故障仍沒有好的對(duì)策。
目前,國外已廣泛使用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器用于輸電線路的防雷,取得了很好的效果。從1997年開始,淄博電業(yè)局與原電力部中能公司合作,使用該公司生產(chǎn)的線路避雷器,并分別在35kV、110kV線路上運(yùn)行,經(jīng)過2個(gè)雷雨季節(jié)的考驗(yàn)取得了明顯的效果。
1 線路避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時(shí),一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔,另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地,桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性,一般用沖擊接地電阻來表征。
雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高,其電位值為
Ut=iRd+L.di/dt(1)
式中i——雷電流;
Rd——沖擊接地電阻;
L.di/dt——暫態(tài)分量。
當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時(shí),將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut-U1>U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響,則為Ut-U1+Um>U50。因此,線路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān),即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說,線路的50%放電電壓是一定的,雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān),不加裝避雷器時(shí),提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻,在山區(qū),降低接地電阻是非常困難的,這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。