输电线路的雷击分析及防雷措施.docVIP

精品论文 参考文献 输电线路的雷击分析及防雷措施 陈城 周伟才 刘丙财 裴慧坤 周海峰 陈永德 　　（深圳供电局有限公司 广东.深圳 518000） 　　摘要：近年来，随着社会发展速度的加快，城市建设的规模也不断扩大，无论是在工业生产还是日常生活中都离不开电能，电力的传输供应也越来越重要。而电力的传输供应需要通过高压输电线路实现，因而做好高压输电线路施工尤其是其基础施工的质量和对尺寸的控制至关重要。本文对输电线路雷电过电压、耐雷水平、杆塔接地等进行了综合分析和研究，其中重点讨论了杆塔接地电阻偏大以及回路电阻偏高的问题，并提出了解决该问题的措施。 　　关键词：输电线路；防雷；接地；措施 　　随着我国电力领域迅猛发展，在输电线路建设领域中，输电线路的运行安全直接关系到电力输送的安全性、可靠性和稳定性，由于输电线路分布非常广泛，因此会受到气候条件、人为活动等多种因素的影响。输电线路一旦出现故障，轻则导致少部分用户停电，重则引发大面积停电事件，甚至诱发社会不稳定因素。经调查发现，由于杆塔接地不良或回路电阻较大而发生的雷害事故占线路故障率的比例较高。这是由于雷击杆塔顶部或避雷线时，当雷电流通过杆塔、接地装置流入大地时，由于接地电阻偏高，造成杆塔顶部电位升高，从而发生跳闸事故。经历年雷击事故调查分析证明，发生雷击事故的杆塔，大多是由于接地电阻偏高造成的，但是造成接地电阻偏高的原因较多，既有施工方面的原因，又有运行维护方面的原因，还有地质和环境条件的影响。为此，我们有必要对送电线路的雷电过电压、杆塔接地装置的接地电阻、以及接地电阻偏高的原因进行分析和研究，从而制定降低杆塔接地电阻的有效措施。 　　1、送电线路的雷击过电压 　　自然界包罗万象，雷击现象非常复杂，但从其后果的角度分析，可认为其是一个电流行波沿空气通道注入雷击点.需要注意的是在雷击过程中不仅有电流行波，还有电压行波，它们构成了电磁波，电磁笔传播时接近光速。U代表电压行波，i代表电流行波，Z代表该通道的波阻抗，三者的关系是Z=u/I，一般情况下Z取300Omega;，若是导线或避雷线，Z在300-400Omega;之间取值。 　　当雷击杆塔顶部时，若杆塔接地电阻R=0，那么杆塔顶部则不会电位升高。此时电压行波会随着电流行波一同侵入，但会改变其极性由原通道反射回去，使正、负抵消，进而确保塔顶电位不变。然而反射的过程中不仅有电压行波，还有电流行波，又因为R=0，那么电流会发生正的全反射，也就是说电流相当于翻了一倍，而事实上R=0不是客观存在的，因此该转化也并不完善，这时R上的电压降使避雷线对地有一个电位，从而在其上出现的电压行波，还要伴随一个电流行波i=u/Z。电流行波i标志着避雷线的分流作用。但通常接地电阻R只有1-20Omega;，故分流因素是次要的。一般将避雷线的分流计入后就认为电流基本上增加了一倍。 　　避雷线的作用是防雷，其原理是把电压转化为电流，利用很低的接地电阻泄入大地，进而实现降压效果.因此可知，要想使避雷线真正的发挥作用，离不开低的接地电阻的支持，两者是接近正比例关系。 　　2、输电线路接地电阻与耐雷水平的关系 　　判断线路耐雷水平的一个重要参数是输电线路杆塔的接地电阻值，两者之间有着直接的关系，依照相关规范标准，耐雷水平受不同接地电阻的影响如表1所示。分析表1发现，当冲击电阻从10Omega;增加到15Omega;时，其耐雷水平下降20%；从15Omega;增加到20Omega;，其耐雷水平下降18%左右；从20Omega;增加到25Omega;其耐雷水平下降14%左右。这充分证明降低接地电阻是降低雷击跳闸的一项重要措施。 　　表1 DL/620标准杆塔的耐雷水平（KA） 　　 　　4、杆塔接地电阻偏高的原因分析 　　送电线路影响接地电阻的原因是多方面的，归纳起来有以下几方面的原因。 　　①土壤电阻率高。特别是山区，由于土壤电阻率高，对杆塔的接地电阻影响较大，经调查证明，凡接地电阻超标的杆塔所处地段的土壤电阻率大都在2500Omega;?m以上，有的地段甚至更大。 　　②地形复杂，地质条件差，土层薄或根本没有土层，甚至部分地区都是岩石，给施工带来了巨大的挑战。 　　③施工方面的原因。由于种种原因，施工中无法做到尽善尽美，存在很多问题，比如没按要求回填土、接头部分焊接不良、接地体埋设深度不够等。 　　④运行方面的问题。接地电阻异常的原因除了施工遗留的隐患，还可能是以下运行问题导致的，比如：1）由于接地体的腐蚀，使接地体与周围土壤的接地电阻变大，特别是酸碱地，由于接地体常年在这些土壤中，接地体的腐蚀相当快，我们通过开挖接地装置，发现接地体焊接头处因腐蚀断裂。2）由于水土流失严重，山坡地带可能会出现接地体外露现象。3）由于架空地线与杆塔的连接不良，导致电气