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摘要:线路避雷器是目前我国较为常用的输电线路防雷设备之一,它主要是通过更改雷电电流分流情况来实现对输电线路的避雷操作。目前我国大部分地区,特别是强雷电天气高发的地区,线路避雷器已经成为了输电线路防雷工作中不可缺少的存在。因此,本文对线路避雷器在输电线路防雷中的应用进行探讨与分析是很有必要的。
关键词:输电线路;防雷;线路避雷器;应用
引言
随着我国电力系统与电力网络的不断发展,输电线路的保护与维修显得愈发重要。对于我国电力系统和电力网络而言,输电线路是最为基础、最为重要的组成部分之一,然而,输电线路在日常工作中经常遭受到来自雷电等等伤害,而这就给输电线路安全运行带来了极大的安全隐患,所以,对输电线路进行防雷处理是极为重要的工作之一。
1分析线路避雷器的原理
1.1雷电对输电线路的影响
输电线路在日常运行中,如果遭遇雷电灾害,则容易对电网的安全、稳定运行造成影响。当雷电袭击输电杆塔时,一部分雷电会随着输电杆塔传递能量,对相邻的输电杆塔造成影响;另一部分电流会随着杆塔进入地下,输电杆塔的接地电阻会呈现暂态电阻的特征。当输电杆塔遭遇雷电时,塔顶电位会迅速提升,提升值可以用如下公式计算:
Ut=IRd+Ldi/dt
式中:Ut为塔顶电位的提升值;I为雷电电流值;Rd为输电杆塔的中级接地电阻值;Ldi和dt为输电杆塔暂态分量。当输电线路遭受雷电袭击时,输电线路杆塔顶部的电位值与导线上的感应值之间的差值超过绝缘子串放电电压值的50%时,雷电作用就容易对输电线路造成一定的损害,进而对电网的安全性和稳定性造成影响。
1.2线路避雷器的避雷作用原理
在输电线路的防雷设计中,线路避雷器主要根据输电线路绝缘子串50%的放电电压、雷电电流强度、输电杆塔塔体冲击接地电阻确定。在一般情况下,50%的放电电压值是恒定的,而雷电电流强度不是人为可干预的,所以,通过降低塔体接点电阻来实现防雷效果是很困难的。但是,随着线路避雷器的发展,其能改变雷电电流的分流情况,从而实现对雷电灾害的规避,即当输电线路遭遇雷电袭击时,在导线与避雷线的位置通过电磁感应作用,雷电电流会在此发生耦合分量,进而使导线电位值不断提高,有效避免了绝缘子的闪络电压,从而实现对输电线路的限电保护。如图1所示,为避雷器动作作用下,输电杆塔塔顶电位值与导线电位值的变化曲线图。
2线路避雷器在输电线路中的应用分析
2.1线路避雷器的选择
安装线路避雷器的主要目的是减少输电线路的雷电灾害和维护电力系统的稳定运行。因此,在选择避雷器的过程中,应根据输电线路的实际需求确定类型,确保所选择的避雷器能在防雷电的过程中发挥最佳效果.在选择线路避雷器的过程中,要对系统正常运行的标准电压、暂态过电压、雷击密度和绝缘子闪络等因素进行综合考虑,从而保证线路避雷器的有效性。为了保证线路避雷器能发挥最佳的防雷效果,应对杆塔接地的质量、有效故障电流和闪络比例等进行综合考虑。除此之外,在各项参数都正常的前提下,还应对线路避雷器的电能吸收能力进行考虑。
2.2线路避雷器的安装
如图2所示,为上述电网输电线路中某塔点线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用示意图。在进行该电网输电线路防雷中线路避雷器的安装应用中,考虑到线路型合成绝缘氧化锌避雷器的线路耐雷水平高,以及残压低、有利于提高限压装置性能和通流容量大、过电压吸收能力强等优势,特在土壤电阻率比较高以及雷电活动比较强烈的区域,进行输电线路的防雷安装使用。在上述电网输电线路供电运行过程中,一旦雷电作用袭击输电线路杆塔时。雷电电流一部分会经过避雷线流人到相邻的输电杆塔中,另一部分雷电电流则会经过输电杆塔进人地面,这时输电杆塔的接地电阻呈现暂态电阻特征,并且在输电杆塔的接地导线中附加有感应电流,输电杆塔的塔顶电位值迅速升高。根据雷电作用中输电线路的防雷保护基本原理,雷电作用下输电杆塔与导线之间的闪络电压,是造成雷电事故的重要因素,而一旦在输电线路中安装合成绝缘氧化锌避雷器后,由于避雷器的雷电分流干预作用,使得雷电袭击下输电线路中不会再发生闪络,就会相应的提高输电线路的防雷安全性。
在电网输电线路中上图所示输电线路杆塔中,中间的杆塔进行了线路型合成绝缘氧化锌避雷器的安装应用,那么在雷电作用下,雷电电流就会一部分流人到与中间杆塔相邻的两座输电杆塔中,一部分流人地面,而且如果雷电电流值超过一定范围,避雷器就会进行雷电分流干预动作,从而避免输电线路闪络发生,保护输电线路在雷电袭击下的线路运行安全。需要注意的是,进行上述电网输电线路在进行线路避雷器安装应用中,因为考虑线路避雷器的不万全防雷性能,再加上线路避雷器在输电线路防雷中应用的较高成本费用情况,在对输电线路安装实现的安全以及经济效益综合考虑下,为了保证输电线路的防雷安全与效益,在输电线路防雷中进行线路避雷器的安装应用实现情况下,还通过以下防雷方法与措施,进行输电线路防雷安全与效益的保障。首先,进行输电线路防雷保护设置中,还通过提高输电线路的绝缘水平以及降低雷电作用对于输电线路的冲击电阻、不平衡绝缘法等,进行输电线路杆塔接地电阻值的提高,以提高输电线路的防雷水平。其次,进行输电线路防雷设置中,考虑到线路防雷器的较高成本费用情况问题,还使用了成本费用相对较低,并且安装维护简单的负角保护装置进行输电线路的防雷保护实现,以进行输电线路防雷安全水平与效益的保障实现。
3结语
总而言之,随着我国电网规模的不断扩大,输电线路遭受雷电灾害的概率不断提高。为了加强输电线路的防雷电能力,线路避雷器不断被应用于电网建设中,在防止输电线路遭遇雷电灾害、维护电网安全运行方面发挥着重要作用。在实际工作中,为了保证线路避雷器的避雷效果,除了应做好避雷器的选择和安装工作外,还应做好避雷器的养护工作。
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