古浪供电公司--配电线路工技师专业技术论文

国家职业资格全国统一鉴定配电线路工技师论文（国家职业资格Ⅲ级）避雷针、避雷线耦合地线防雷效果分析姓名：董建宏身份证号考证号：2017092721404721186所在省市：甘肃省武威市所在单位：古浪县供电公司避雷针、避雷线耦合地线防雷效果分析董建宏古浪县供电公司摘要：我国6--35kV配电网易发生雷害事故，虽然在城乡电网改造后整体状况有所好转，但在雷电活动频繁的地区，配网中的架空绝缘导线、架空裸导线和配电变压器等设备因遭受雷击而引起跳闸事故的情况并未根本好转，雷害仍严重危害配电网的安全、可靠、稳定运行。80年代后我国采用架空绝缘导线后，可以大大降低雷害事故发生次数，但是在实际运行中架空绝缘导线雷击断线的事故却时有发生。本文对避雷针、避雷线和配电线路加装耦合地线的防雷效果进行研究分析，提出其相应的适用场合，最终提出了配电网的防雷措施。关键词：避雷措施；防雷效果；效果分析1.引言随着科技的发展，电力已成为最重要的资源之一，保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。雷电是一种雄伟壮观而又有点令人生畏的自然现象，它的危害体现在雷电的热效应、机械效应、过电压效应以及电磁效应，当它对大地产生放电时，便会造成巨大的破坏。由于架空输电线暴露在自然中，极易受到外界的影响和损害，尤其是雷击，严重地威胁着电网运行的安全。我国主要配电网络6～35kV电网最易发生雷害事故，虽然城乡电网改造后状况有所好转，但在雷电活动频繁地区，雷害和雷击跳闸事故并未根本好转，严重危害配电网的安全、可靠、稳定运行。对输电线路加强防雷措施，不但可以减少由于雷电击中输电线路而引起的跳闸次数，还可以有效保护变电站内电气设备的安全运行，是维持电力系统持续、可靠供电的重要环节。本文针对配电线路的主要特征，从导致雷害的各方面因素出发，综合讨论了配电线路防雷的主要问题，并针对目前发生的主要雷害事故提出防范措施。1.1雷电放电过程与危害作用于电力系统的雷电过电压最常见的（约90%）是由带负电的雷云对地放电引起，称为负下行雷。负下行雷通常包括若干次重复的放电过程，而每次可以分为先导放电、主放电和余辉放电三个阶段。[1]当导线j受到雷击时，雷电波幅值为u在导线k上将感应出式中为j线对k线的耦合系数，其值为互波阻抗与自波阻抗的比值，即。因为，所以耦合系数。3.1.2耦合系数与作用于绝缘子串上的电压之间的关系由上述讨论知，导、地线之间所承受的过电压为（3-3）可见耦合系数k越大，则导线和耦合地线间绝缘子串上所承受的电压越小，可以有效的防止感应雷对配电线路的危害。[4]在三相系统中，取耦合地线与导线中耦合系数最小的一相做为耦合系数。3.2单回线路杆塔加装耦合地线3.2.1耦合地线位于横担下方（1）杆塔参数横担高度11.8m，绝缘子长度O.3m，边相导线距杆塔水平距离0.6m，两侧档距50m。（2）1根耦合地线设S为横担与耦合地线悬挂点垂直距离，耦合地线位于横担下方，K为耦合系数。3-2是杆塔示意图。图3-2架设1根耦合地线杆塔示意图表3-1耦合系数计算结果S0.50.70.9K0.29750.28380.2715（3）2根耦合地线设Lb为两根耦合地线间距离，计算所得耦合系数如下所示。图3-3是杆塔示意图。图3-3架设2根耦合地线杆塔示意图表3-2耦合系数计算结果S/L0.50.70.90．60.42540.40660.389710.43760.41910.40231.40.44220.42470.40863.2.2耦合地线位于横担上方（1）杆塔参数横担高度11.8m，绝缘子长度O.3m，边相导线距杆塔水平距离0.6m，两侧档距50m。（2）l根耦合地线设S为横担与耦合地线悬挂点垂直距离，耦合地线位于横担上方，K为耦合系数。图3-4是杆塔示意图。图3-4架设1根耦合地线杆塔示意图表3-3耦合系数计算结果S0.5K0.3879（3)2根耦合地线设Lb为两根耦合地线间距离，S取0.5m，计算所得耦合系数如下所示。图3-5是杆塔示意图。图3-5架设2根耦合地线杆塔示意图表3-4耦合系数计算结果0.20.610.51490.57050.56573.2.3耦合地线位于横担平面（1）杆塔参数横担高度11.8m，绝缘子长度0.3m，边相导线距杆塔水平距离0.6m，两侧档距50m。(2)2根耦合地线设L为两根耦合地线间距离，计算所得耦合系数如下所示。图3-6是杆塔示意图。图3-6架设2根耦合地线杆塔示意图表3-5耦合系数计算结果0.20.40.60.45240.47320.48433.3双回线路杆塔加装耦合地线3.3.1耦合地线位于横担下方(1)杆塔参数横担高度分别为11.8m、11.1m、10.4m，绝缘子长度0.3m，边相导线距杆塔水平距离0.6m，两侧档距50m。(2)1根耦合地线设S为横担与耦合地线悬挂点垂直距离，耦合地线位于横担下方，K为耦合系数。图3-7是杆塔示意图。图3-7架设l根耦合地线杆塔示意图表3-6耦合系数计算结果SO.5O.7O.9K0.24640.23710.2284（3)2根耦合地线设Lb为2根耦合地线间距离，计算所得耦合系数如下所示。图3-8是杆塔示意图。图3-8架设2根耦合地线杆塔示意图表3-7耦合系数计算结果S/L0.50.70.90.60.35590.34290.330710.36870.35550.34311.40.37600.36280.35043.3.2耦合地线位于横担平面(1)杆塔参数横担高度分别为11.8m、11.1m、10.4m，绝缘子长度0.3m，边相导线距杆塔水平距离0.6m，两侧档距50m。(2)2根耦合地线设Lb为2根耦合地线间距离，计算所得耦合系数如下所示。图3-9是杆塔示意图。图3-9架设2根耦合地线杆塔示意图表3-8耦合系数计算结果0.20.40.60.40810.42840.44033.4配电线路加装耦合地线防雷小结加装耦合地线可以有效减少感应雷对配电线路的危害，因此在配电线路，尤其是10KV线路可以广泛采用。由上述的计算结果可知，耦合地线加装在横担平面或者横担以上，且采用两条耦合地线时，耦合系数比较高，防雷效果好。但是结合工程实际，将耦合地线直接加装在横担上更容易实现，成本低。4.小结通常采用耐雷水平和雷击跳闸率来表示一条线路的耐雷性能和所采用防雷措施的效果。输电线路常采用避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘等措施来进行防雷。直击雷防护的措施主要是装设避雷针或避雷线，使被保护设备处于避雷针或避雷线的保护范围之内，同时还必须防止雷击避雷针或避雷线时引起与被保护物的反击事故。4.1线路防雷措施（1）对于35kV线路的，最有效的措施有两种：降低接地电阻(尽量小于10欧姆)和增加耦合地线(在对地高度允许的情况下)。这两种方法可以因地制宜地单独采用、也可以合起来采用；[5]（2）对于原来没有加装避雷线或者单避雷线的线路，由于控制绕击比较困难，可以在铁塔两侧加横向的侧向避雷针(伸出长度为3m)，它可以有效地减少线路绕击事故的发生；（3）对于新建35kV线路，如果要使用架空地线，则应该考虑采用双避雷线，不应采用单避雷线方式。这样，可以有效地控制线路保护角，防止线路发生绕击；（4）35kV及以下的线路主要防雷措施：依靠架设消弧线圈和自动重合闸；（5）10KV架空裸导线在配电网导线下方0.5m-1.0m处挂一根接地线。4.2发电厂和变电所的防雷措施发电厂和变电所是电力系统的枢纽，设备相对集中，一旦发生雷害事故，往往导致发电机、变压器等重要电气设备的损坏，更换和修复困难，并造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活。因此，发电厂和变电所的防雷保护要求十分可靠。变电所中出现的雷电过电压的两个来源：雷电直击变电所和沿输电线入侵的雷电过电压波。它的防雷主要是在发电厂、变电所内安装阀型避雷器（220kV及以下）或者氧化锌避雷器（330kV)，在发电厂、变电所的进线上设置进线段保护。[6]4.3配电变压器及其他电力设备的防雷措施（1）变压器的绝缘较弱，在变压器的门型结构上不宜装设避雷针或避雷线；配电变压器高低压两侧均要加装线路避雷器；（2）柱上开关两侧均要加装线路避雷器，变电所出线开关线路侧要加装线路避雷器；（3）35kV及以下的配电装置，在配电装置架构/屋顶上不宜装设避雷针；（4）66kV配电装置上，允许将独立避雷针装设在配电装置架构/屋顶上；（5）110kV及以上的配电装置中，将独立避雷针装设在配电装置架构上。随着科技的发展，防雷技术也在不断发展，采取多种措施，形成有机联系的防护整体，根据防雷对象，综合治理，全面实施，更好地达到防雷效果。参考文献：（1）解广润.电力系统接地技术［M］.北京：中国电力出版社，1996.（2）王学求，王