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变电站雷电防护(雷电对变电站的危害)

导语:「知识」雷电基本知识及输变电防雷

雷电是经常发生在我们周围的一种自然现象,下面简单了解一下雷电的基本知识。

1、雷电

雷电是伴随着闪电和雷鸣的一种放电现象。雷电发生前,整体上来说,云层的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。

正负电荷的分布

当云的上下部分形成的电位差达到一定程度后,就会放电,也就是我们眼中的闪电。而当带电荷的云团与地面距离靠近时,特别是地面上的突起物体接近时,则会发生放电,放电的过程中,因闪电周围温度升高,气体膨胀,从而产生雷鸣声。

雷电(雷鸣和闪电)

2、输电线路雷击分类

输电线路雷击过电压可分为感应雷过电压和直击雷过电压。感应雷过电压是雷击线路附近大地由于电磁感应在导线上产生的过电压,而直击雷过电压则是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线引起的线路过电压。一般来看,由于对输电线路造成危害的主要雷击过电压为直击雷过电压,所以着重说一下直击雷。

架空输电线路在电力传输过程中占据重要部分,它是电力传输的路径,切实做好输电线路的防雷措施,能降低电力损失。架空线路由于直接处于露天环境下,并且安装多为高山、丘陵等地势较高的地点,档距较大(杆塔与杆塔之间的水平距离),遭受雷击的概率很大。

杆塔A、杆塔B、杆塔C之间的水平距离为档距

3、雷电放电机理

雷云上部为正电荷,下部为负电荷。当雷云靠近杆塔时,雷云负电荷下行先导(可以理解成两人对打比赛中,一个人先出拳)向地面发展;接着杆塔、避雷线、导线或者地面(因为异性相吸的作用,感应出正电荷)产生迎面先导(另一个人也出拳进攻),这时很多的迎面先导会竞争的与雷云下行先导去接触,这就导致雷电最终的击中点。

雷电形成过程

根据这一物理特性,直击雷大致可分为反击和绕击。

绕击和反击

3.1 绕击

绕击,简单理解就是雷电绕过避雷线和杆塔,直接击中导线的放电现象。雷电击中导线后,通过导线向两侧进行传播,遇到绝缘子,会在绝缘子两端发生闪络现象。绕击发生的主要原因是:避雷线的保护角较大,35kV架空线路要求避雷线保护角不大于25°;因为地形的原因,特别是山区,档距要大得多,杆塔的高度也普遍增加,导致避雷线的高度相应增加,降低地面屏蔽作用。

字型杆塔

3.2 反击

反击,是雷电击中杆塔、避雷线的放电现象。雷电流会流经避雷线和杆塔两种路径。通过避雷线时,经接地装置引入大地;通过杆塔时,由于杆塔电位升高,与导线电位相差较大,在绝缘子两端产生闪络。

4、输电线路防雷的必要性和措施

架空输电线路在运行过程中由于遭受雷击过电压引起的绝缘闪络已成为输电线路故障的主要原因。其中,雷击引起的跳闸事故约占线路跳闸次数的50%左右。

杆塔顶部加装避雷针

通过加装避雷针、避雷器和改善土壤电阻率等措施来提高防雷能力。可以在易击塔或高风险大跨距档段的杆塔及地线斜率过大的杆塔上可安装避雷针,增加杆塔的保护半径,达到提高落雷准确度的目的。为了降低接闪杆塔的零序风险,同时需要在安装避雷针的35kV输电线路杆塔上配套安装10kA的避雷器。

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