输电线路的防雷设计毕业设计论文(编辑修改稿)

输电线路的防雷设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

分别降至 62%、 56%和 45%。 但安装了线路金属氧化物避雷器后则可消除雷击跳闸事故。 我国江苏 220KV 谏奉线 [15]在长江大跨越段在跨越塔 2 基、耐张塔 2 基，总长。 原为单回路，改成双回路后，顶端原两根避雷线改为运行的相线，成为无避雷线的双回路跨江段。 1989 年 5 月到 1996 年 11 月，在 2 基高塔顶上两相导线与横担之间安装了 MOA（具有 串联空气间隙）。 其间，所装 4 支 MOA 共动作 6 相次，线路均未发生闪络，开创了我国长江流域 220KV线路无避雷线运行的先河。 我院曾对 1 220KV 有避雷线线路应用线路避雷器的防雷效果进行过计算研究 [16]。 未安装线路避雷器时 220KV 线路反击耐雷水平仅为 32KA(杆塔接受能力电阻 50Ω )。 有线路避雷器时为 350KA 以上。 如以前者相应概率下的相对危验因数为 ，则后者比 还要小，即根本不会发生闪络。 为了充分利用有限的资金获得较好的效益，根据线路雷击特点，建议线路避雷器优先安装在下列杆塔：山区线路易击段易击点 [9]的杆塔；山 区线路输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 12 页 共 33 页 黑龙江 绥化 杆塔接地电阻超过 100Ω且发生过闪络的杆塔；水电站升压站出中线路路接地电阻大的杆塔；大跨越高杆塔；多雷区双回路线路易击段易击点的一回线路。 8 小总结 （ 1） 根据对我国不同年平均雷暴日地区输电线路雷击跳闸情况的分析，并参照国外的研究成果，可以认为：地面落雷密度 r 与年平均雷暴日数 Td 呈非线性关系；线路因地形地貌影响呈现出明显的选择性，会形成易击段易击点。 因此，地于 Td 较高地区的线路以及频发雷击闪络线路上的易击段易击点，采取有效的防雷保护措施是非常必要的。 （ 2） 输电线路常规的防雷保护措施仅能部分的减少线路雷击跳闸次数， 为大幅度降低或消除线路雷害事故，必须采取更有效的新措施。 （ 3） 线路防雷用金属氧化物避雷器可以防止雷直击导线或雷击塔顶、避雷线后绝缘子的冲击闪络，从而可以根本上消除线路雷击跳闸。 （ 4） 为充分利用有限资金以求得最佳效益，应根据运行经验，为争较准确的选择线路防雷避雷器的安装地点。 五．输电线路防雷改造方案 改造原则 结合上述的线路实际情况和各种防雷措施的特点，渝东南输电线路目前的防雷改进措施应该以安装避雷器和可控放电避雷针为主，原因如下： （ 1）、避雷器虽造价较高，但保护效果好，杆塔、导线被雷击时，能迅速运作，适用于 大档距线路段，能有效的弥补可控放电避雷针保护范围不足的盲点。 （ 2）、可控放电避雷针造价较避雷器低，保护效果好，维护工作量小。 但其保护范围有限，适用于档距小线路段。 可控放电避雷针对接地电阻的要求比较宽松，一般 10 欧姆以下即可，对于土壤电阻率高的地方，可以放宽到30 欧姆。 （ 3）、可控放电避雷针安装完成以后不需要定期维护，针对渝东南交通输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 13 页 共 33 页 黑龙江 绥化 不便的实际情况具有重要意义，可以大大减轻巡视人员的工作量。 （ 4）、根据运行经验，消雷器的防雷能力存在一定问题，故需对已加装消雷器的部分杆塔进行改造。 2．结论和建议 国内外理 论研究和我单位 3 年来初步的运行经验表明，线路避雷器对提高线路耐雷水平，防止雷击导线或雷击杆塔，避雷器引起的反击闪络，降低线路雷击跳闸率都有一定效果，因此可结合输电线路的重要程度，在有条件的情况下开展线路避雷器的布点安装点工作。 在多雷区，输电线路因雷击引起跳闸的机率越平越高，线路用氧化锌避雷器的应用量大面广，价格成本问题比较突出，其技术经济比较仍需大量的运行经验来验证。 线路避雷器的应用仍有许多技术性问题沿需解决，需积极积累线路运行经验，做好线路防雷基础统计工作，充分利用目前市公司已经完善的雷电定位系统，解决 易击段，易击杆和安装相别的选择，杆塔接地电阻，地形等因素对防雷效果的影响关系等问题，同时宜配合理论计算分析和校核以达到较好的运行效果。 及时跟踪和总结线路避雷器运行经验，以使得这项线路防雷新技术得以有效应用。 线路避雷器尚需规范和完善技术条件和有关行业标准，解决其选型，通流容量，安装方式和运行维修，提高其可靠性，同时不断积累应用线路避雷器防雷工作方面的运和经验。 在推广应用输电线路用氧化锌避雷器的同时，降低线路避雷线保护角和杆塔接地电阻，改善接地系统等常规线路防雷措施仍不能放松。 六．山区输电线路防雷综合措施研 究及实施方案 概述 1． 1 项目背景 黄山电网处于安徽电网末端的皖南山区，山峦起伏、地形剧变、峰高谷深，现有的 35220KV 线路长度达 650 余 km、杆塔 2022 基，约 85%均分布在山区。 线路末端，主电源线路为两条 220KV 宁万 289 2896 线有 110KV 陈太48绩金 916 线路，黄山市作业国际性的旅游都市，每年政治保电、接待任务繁重，其特殊性对黄山电网的安全运行提出了更高的标准。 而地处皖南的黄山电网，线路雷击跳闸是整个电网跳闸的重要原因，经常占到跳闸总数的8090%。 且由于线路大多处于高山大岭， 降低雷击跳部率对于日常线路设备输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 14 页 共 33 页 黑龙江 绥化 的运行维护人员来说将大大降低劳动强度，回此如何有效防止雷击故障的发生，对防雷措施进行综合研究，尽量降低雷击跳闸率，其效益是不仅仅用金钱来衡量的。 山区线路防雷综合措施主要分成三个方面，它们是：安装线路避雷器、杆塔接地电网改造和安装可控放电避雷针。 这些措施将从防止直击雷跳闸、反击雷跳闸两个方面对线路防雷起到综合作用。 1． 2 行业现状 目前输电线路本身的防雷措施主要依靠架设在杆塔顶端的架空地线，其运行维护工作中主要是对杆恭听妆地电阻的检测及改造。 由于其防雷措施的单一性，无法在到防雷要 求。 而以前所扒行的安装耦合地线、增强线路绝缘水平的防雷措施，受到一定的条件限制而无法得到有效实施，如通常采用增加绝缘子片数或更换为大爬距的合成绝缘子的方法来提高线路绝缘，对防止雷击葆面反击过电压效果较好，但对于防止绕击则效果较差，且增加绝缘子片数受杆塔头部绝缘间隙及导线对地安全距离的限制，因此线路绝缘的增强也是有限的。 而安装耦合地线则一般适用于丘陵或山区跨越档，可以对导线起到有效的屏蔽保护作用，用等击距原理也就是降低了导线的暴露弧段。 但其受杆塔强度、对地安全距离、交叉跨越及线路下方的交通运输等因素的影响，因 此架设耦合地线对于旧线路不易实施。 因此研究不受条件限制的线路防雷措施就显得十分重要，将安装线路避雷器、降低杆塔接地电阻、安装可控放电避雷针进行综合分析运用，从它们对防正点雷形式的针对性出发，真正做到切实可行而双能收到实际效果。 1． 3 项目目标 通过进行安装线路避雷器、降低杆劳动保护用品接地电阻、按装可控放电避雷针三种措施的综合运用，有效降低线路跳闸率。 从而大大提高黄山电网的安全可抚顺运行水平，确保城市旅游业及工农业、生产生活用电。 1． 3． 1 雷击跳闸分析 高压送电线路遭受雷击的事故主要与四个因素有关：线路绝 缘子的 50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。 高压送电线路各种防雷措施都有其针对性，因此，在进行高压送电线路设计时，我们选择防雷方式首先要明确高压送电线路遭雷击跳闸原因。 1） 高压送电线路绕击成因分析 根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 15 页 共 33 页 黑龙江 绥化 貌和地质条件有关。 山区高压送电线路的绕击率约为平地高压送电线路的 3 倍。 山区设计送是线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节；一些地区雷电活 动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。 2）高压送电线路反击成因分析 雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。 如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值，即 UjU50%时，导线杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。 序号 对照项目 反击 绕击 1 雷电流测量 电流较大（结合电流路径） 电流较小（结合电流路径） 2 接地电阻 大 小 3 闪络基数及相数 一基多相或多基多相 单基单相或相临两基同相 4 塔身高度 较高 较低 5 地形特点 一般，不易绕击 山坡及山顶易绕击处 6 闪络相别 耐雷水平低相（如下相） 易绕击的相（如上相） 由以上公式可以看出，降低杆塔接地电阻 Rch、提高耦合系数 k、减少分流系数β、加强高压送电线路绝缘都可以提高高压送电线路的耐雷水平。 在实际实施中，我们着重考虑降低杆塔接地电阻 Rch 和提高耦合系数 k 的方法作为提高线路耐雷水平的主要手段。 2．高压送电线路防雷措施 清楚了送电线路雷击跳闸的发生原因，我们就可以有针对性的对送电线输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 16 页 共 33 页 黑龙江 绥化 路所经过的不同地段，不 同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。 加强高压送电线路的绝缘水平。 高压送电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压送电线路有足够的绝缘强度是提高线路耐雷水平的重要因素。 我们在设计高压线路时充分比较各种绝缘子的性能，分析其特性，认为玻璃绝缘子有较好的耐电弧和不易老化的优点，并且绝缘子本身具有自洁性能良好的零值自爆的特点。 特别是玻璃是熔融体，质地均匀，烧伤后的新表面仍是光滑的玻璃体，仍具有足够的绝缘性能，所以设计中我们多考虑采用玻璃绝缘子。 2． 1 线路避雷器安装 运用高压送电线路避雷器。 由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。 我们在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器。 线路避雷器一般有两种：一种是无间隙型；避雷器与导线直接连接，它是电站型避雷器的延续，具有吸收冲击能量可靠，无放电时延、串联间隙在正常运行电压和操作电压下不动作，避雷器本体完全处于不带电状态，排除电气老化问题；串联间隙的下电极与上电极（线路导线）呈垂直布置，放电特性稳定且分散性小等优点；另一种是带串联间隙型，避雷器与导线通过空气间隙本连接，只有在雷电流作用时 才承受工频电压的作用，具有可靠性高、运行寿命长等优点。 一般常用的是带串联间隙型，由于其间隙的隔离作用，避雷本体部分（装有电阻片的部分）基本上不承担系统运行电压，不必考虑长期运行电压下的老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行造成隐患。 线路避雷器防雷的基本原理：雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线统到相临杆塔，另一部分雷电流经杆塔流入大地，杆塔接地电阻呈暂态电阻特性，一般用冲击接地电阻来表征。 雷击杆塔时塔顶电位迅速提高，其电位值为 Ut=iRd+(1) 式中， i—— 雷电流； Rd—— 冲击接地电阻； —— 暂态分量。 当塔顶电位 Ut 与导线上的感应电位 U1 的差值超过绝缘子串 50%的放电输电线路的防雷设计 东北 电力 大学毕业设计论文 第 17 页 共 33 页 黑龙江 绥化 电压时，将发生由塔顶至导线的闪络。 即 UtU1U50,如果考虑线路工频电压幅值 Um 的影响，则为 UtU1+UmU50。 因此，线路的耐雷水平与 3 个重要因素有关，即线路绝缘子的 50%放电电压、雷电电流强度和塔体的冲击接地电阻。 一般来说，线路的 50%放电电压是一定的，雷电流强度与地理位置和大气条件相关，不加装避雷器时，提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻，在山区，降低接地电阻 是非常困难的，这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。 加装线路避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。 大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。 雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别再导线和避雷线上产生耦合分量。 因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。 鉴于上述原理，在分析黄山电网雷击跳闸资料的基础上，有选择的在 110KV 陈太 484 线 29， 110KV 苦太 911 线 17， 110KV 万岩 922 线。