避雷器在輸電線路防雷中的應(yīng)用分析

時(shí)迎斌

摘要：輸電線路的保護(hù)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，在日常工作時(shí)輸電線路經(jīng)常面臨著雷電災(zāi)害的危險(xiǎn)，為此提出避雷器在輸電線路防雷中的應(yīng)用分析。在輸電線路引入線路型避雷器，對(duì)其基本原理進(jìn)行闡述，建立輸電線路模型，分析線路避雷器的參數(shù)和雷電流參數(shù)，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)線路的防雷水平值進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)安裝線路型避雷器后能夠有效防止雷電災(zāi)害對(duì)線路穩(wěn)定造成的破壞。

關(guān)鍵詞：避雷器;線路防雷;輸電線路;雷電流參數(shù)

引言

輸電線路在用電系統(tǒng)中起著十分重要的作用[1]。輸電線路連接各地區(qū)運(yùn)行變電站，同時(shí)也是基站連接到總變電站的橋梁。通過輸電線路可以保證電力在傳輸過程中的安全[2]。我國的地域環(huán)境多種多樣，造就了輸電線路在使用時(shí)的復(fù)雜環(huán)境。在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)，輸電線路必須保持穩(wěn)定輸送才能確保我國電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。其中雷電自然災(zāi)害是輸電線路最經(jīng)常遇到的災(zāi)害。

將避雷器運(yùn)用到輸電線路防雷中是有效避免雷電災(zāi)害的辦法。本文在輸電線路中引入線路型避雷器，線路型避雷器可以有效限制輸電線路在遭遇雷電時(shí)導(dǎo)致的電壓升高跳閘問題。線路型避雷器安置在輸電桿塔上，自身體積較小，質(zhì)量也不高，運(yùn)用靈活，反拉力作用強(qiáng)。該裝置外部被一層硅膠橡膠外套金屬氧化物包裹，有極強(qiáng)的私密性，有效避免周圍污塵的進(jìn)入，防止發(fā)生環(huán)境潮濕引發(fā)的電路粘連問題。本文對(duì)線路型避雷器在輸電線路中的應(yīng)用做了詳細(xì)的闡述。并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其效果。

1利用避雷器在輸電線路中防雷

1.1輸電線路模型構(gòu)建

在輸電線路中安裝線路型避雷器，當(dāng)雷電來襲時(shí)，避雷器將雷電流進(jìn)行分流，將一部分雷電流分散到相鄰的桿塔，一部分通過塔體直接輸送到大地。如圖1所示。

如表1所示，為線路避雷器的基本參數(shù)。當(dāng)桿塔的高度相對(duì)矮小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致輸電線路的電壓較低，避雷器的選擇也要根據(jù)輸電線路的電壓進(jìn)行判斷。桿塔的高度影響桿塔波的阻抗，桿塔沖擊接地電阻Rch也影響輸電線路中所承受的雷電波。

利用電磁暫態(tài)計(jì)算程序EMTPo對(duì)于絕緣子串閃絡(luò)過程進(jìn)行計(jì)算。通過EMTP程序中的TACS數(shù)值仿真功能進(jìn)行輸電線路的模擬，建立輸電線路絕緣子串閃絡(luò)現(xiàn)象模型。

1.2線路的防雷水平值計(jì)算

雷電流波形取為2.6/50μs的斜角波，雷電通道的波阻抗為300Ω，雷電流幅值的概率分布公式為：

lgp= I（1）

公式（1）中I為雷電流幅值，p雷電流幅值超過1的概率。線路每百公里年的落雷次數(shù)N：

N 40gH（2）

公式（2）中，g為雷電密度，H為最上層導(dǎo)線高度。計(jì)算時(shí)通過反復(fù)調(diào)整電流幅值，計(jì)算不同情況下能引起絕緣子閃絡(luò)的雷電流大小，得到線路的防雷水平值。

2實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

根據(jù)對(duì)某電力公司所屬的110KV線路進(jìn)行實(shí)地勘測所得參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

通過表2中的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，在輸電線路中安裝線路避雷器后，在不同接地電阻中，防雷水平都有所提高。通過EMTP程序計(jì)算可得安裝了避雷器后導(dǎo)線的繞擊防雷水平為67KA遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出輸電線路的最大的繞擊雷電流，此時(shí)基本上已經(jīng)不可能發(fā)生雷擊導(dǎo)線絕緣子串閃絡(luò)的情況，安裝避雷器后，輸電線路的跳閘情況大幅度降低，保證了輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

綜上所述，在輸電線路中安裝線路避雷器能夠大幅度防止雷電災(zāi)害對(duì)線路穩(wěn)定造成的破壞影響，使輸電線路在雷擊時(shí)仍能穩(wěn)定運(yùn)行。

3結(jié)束語

通過研究結(jié)果可以看出，在輸電線路中引入線路避雷器能夠很明顯地避免雷電災(zāi)害對(duì)線路穩(wěn)定造成的破壞影響。但是由于沒有進(jìn)行多次重復(fù)性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有偶然性，還需要在后期的研究中進(jìn)一步增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)，累積線路避雷器的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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