35kv线路防雷保护

供配电

线防雷保护随着我国经济的快速发展和科学技术水平的不断提高,各业对电的需求量越来越大，这也对我国的供配电系统的安全性及其稳定性提出了更高的要求。供配电系统的安全性及其稳定性受到了多方面的威胁，其中一主要威胁就是雷电过电压。它可以破坏绝缘、损坏设备甚至造成人员伤亡、造成重大事故，影响电力系统安全发、供、用电，必须予以足够的重视和防范。本文针对35kV等级供配电系统中雷电过电压形成、类型及防雷设备、防雷措施做进一步论术。通过对雷电过电压的原理分析进行分类，雷电过电压基本类型有直击雷、感应雷、雷电波三种为防止雷电过电压造成电气设备和电气线路的损坏，影响电力系统安全运行，电力系统中采用很多的防止雷害事故的措施。一般防止直击雷破坏采用避雷针、避雷线、保护间隙；防止感应雷采用电气设备金属外壳和建筑物、构筑物金属部分接地；防止高压雷电波破坏，采用装设避雷器的方法。【关键词】

供配电；雷电过电压；绝缘；保护[AbstractAlongwithourcountryrapideconomicdevelopmentconstantlyimprovethelevelofscienceandtechnology,，thedemandelectricityisbiggerandbigger,securityandstabilityofpowersupplyanddistributionsystemofcountryforwardhigherrequirements。Thesafetyofpowersupplyanddistributionsystemanditsstabilityisunderthreatfrommany，themainthreatisthelightningovervoltage.Itcandamagetheinsulation,damagedequipmentorevencausecasualties,causeseriousoffer，electricitypowersystemsecurity，mustgiveenoughattentionandprevention。AimingkVlevelpowersupplyinthelightningovervoltageformation，typeandtheoryoflightningprotectiondevices，protectionforfurtherThroughanalyzingtheprincipleoflightningsurge,lightningsurgebasictypeshavealightning，lightning,thunderelectricwave3kinds.Inordertopreventlightningovervoltagebydamagetoelectricalequipmentandelectricalaffectssafeoperationpowersystem,powersystemmeasurestopreventaccidentofalot.preventdirectlightningdamagebylightningrod，protectionPreventinductionlightningusingelectricalequipmentofmetalcasingandbuildingsandmetaloftheearthPreventpressurewavesdamage,adoptmethodinstallingsurgearrester.【Keywords】Powersupply;Lightningovervoltage;Insulation；Toprotect0绪论35kV配电线路是属于我国配电网的重要线路，它是以直接的方式向广大百姓用户分配电能的形式来运行的。它属于中压网络，即中国的主要配电网络一般没有避雷线保护且线路绝缘水平不高,再加上网络结构复杂,架结构多样等特点，一旦遇到雷害天气配电网不但直击雷能造成雷害事故且感应雷也能造成很大的危害极大地影响了配电网的供电可靠性和电网运行安全35kV配电线路的防雷措施对于它的运作是非常重要的，防雷保护本身就是属于一个系统的工程，只有很好的保护好其防雷的功能才能保证电力系统的安全并且稳定的运行。

线防雷保护1

雷电过电压1。1

雷电过电压的形成雷电是雷云之间或雷云对地面放电的一种自然现象.云的水滴受到烈气流的摩擦产生电荷，微小的水滴带负电,容易被气流带走形成带负电的云，大水滴则形成带正电的云。由于静电效应，带电的云层会在大地表面感应出异性的电荷，当电场强度达到一定值时,就会发生雷云与大地之间放电;在两个异性电荷云之间，当电场强度达到一定值时，便会发生云层放电.雷电的能量很强，电压可达上百万伏，电流可达上万安.所以雷电过电压电气设备和电力系统的危害极大。1。2

雷电过电压的类型直击雷：雷电直接击中配电线路或设备对其电，产破坏性很大的热效应和机效应;感应雷：雷电放电时，由于静电感应和电磁感应会使周围的电气设备产生危险的过电压，造成设备的损坏；雷电波：输电线路上遭受到直击雷或发生雷感应,电波就会沿着输电线入侵变、配电所和电气设备。如果不采取防范措施，就会造成电气设备的损坏,甚造成人员伤亡。235kV配电系统的防雷电问题分析2.135kv线路的雷电过电压现状35kV配电网线路主要是直接向广大电力用户分配电能,配电网的安全稳定运行与人民百姓的生活紧密相关。它的覆盖面广、使用线路繁多，而且其防雷水平有待提升以至每年都有因雷电事故造成的状况发生给国电力事业带来损失,增加了作业难度。我国目前的防雷现状不容乐观，具体可从以下几方面表现出来。首先，35kv线的架设线路短，不会全线架设般情况下只在发电厂、变电所进出线段架设一千米左右的避雷线，从而造成两段进线保护段架设避雷线不足,且线路绝缘水平低，易造成其防止直击雷的能力下等缺陷.再次，我国有些地区的35线路等设备行时间久造成设备陈旧老化,导绝缘子冲击耐压水平低，绝缘水平降低，加上导线老化严重,致使线路承受闪络放电的能力大大降低,雷击闪络时极易造成绝缘子损坏和导线断线等现象。此外，路一般都使用混凝土杆塔，线路所用杆塔由于大部分不设人工接地只在发电厂、变电站进线段的杆塔埋设人工接地体,而且有些人工接地体装置老化，腐蚀现象严重，导致接地体装置破坏，造成35KV线路塔杆接地电阻率高线路耐雷水平降低,雷击跳闸的危险性增加。2.2

防雷措施存在的问题雷击是35kv线路出现故障的重要原因电网线路防雷措施不位,尤其在农村电网中,由于地面空旷、没有良好的防雷线设置，直击雷和感应雷经常在线路设施薄弱之处造成损害绝缘子质量差以及线路接地不合格等原因同样会造成35KV线路容易遭受雷电事故损害提高防雷的安全意识，加强对避雷防雷的硬件设施安装，科学合理地设置避雷器保护，安装避雷针、避

线防雷保护雷线，注意降低避雷器的接地电阻用性能的金属氧化物避雷器，加强防范知识和意识的普及提升做好防雷措施的设置，建立完备的应急预警机制高应对自然事故的能力,能够快速地反映并处理危险事故。提高其防雷水平的指标主要从两方面衡量一是线路雷击跳闸率；二是线路耐雷水平.2。2。135kV线路雷击跳闸率高的原因分析雷击跳闸率的概念：每百公里线路、40雷电，由于雷击引起的开断数（重合成功也算一次），称为该线路的雷击跳闸率，简称跳闸率，跳闸率是衡量线路防雷性能好坏的综合指标,它可定性地用下式表示n=N×P1×式中，——线路上的总落雷数P1——是雷电流幅值等于或大于耐雷水平的概率η建弧率NP1——表示会引起闪络的雷击数。所以η表示会引出开关跳闸的雷击次数，即跳闸率.线路雷击跳闸率与地面落雷密度正相关我国地域辽阔地区的落雷密度有所不同但大部分地区的落雷密度还是很高的雷雨季节遭受雷击机会很多。线路遭受雷击有三种情况:一是雷击于线路导线上，产生直击雷过电压；二是雷击避雷线后，反击到输电线上三是击于线路附近或杆塔上在电线上产生感应过电压.无是直击过电压还是感应过电压，使得导线上产生大量电荷这些电荷以近于光的速（每30万公里导线两边传播,就雷电进行波直击雷过电压,轻则引起线路绝缘子闪烙而引起线路单相接地或跳闸重则引起绝缘子破裂、击穿、断线等事故，造成线路较长时间的供电中断。雷电进行波顺线路侵入到变电站，威胁电气设备的绝缘,造成避雷器爆炸、主变压器绝缘损坏等事故接影响了变电站的安全运行。一般情况下5kV线路由于绝缘水平较低，雷击放电引起导线对地闪络是难以避免的，线路因雷击而跳闸必须满足两个条件一是雷击时雷电过电压超过线路的绝缘水平引起线路绝缘冲击闪;二是冲击闪络转为稳定的工频电弧，35kV线路形成相问短路以致线路跳闸。图

雷击绝缘子铁帽的击与闪络烧痕迹2。2。2

耐雷水平我们把能引起绝缘闪络的最小临界雷电流称为耐雷水平。耐雷水平是判断输电线路耐雷性能的一个重要数据，也称保护水平.耐水愈高、意味着线路防雷措愈完善，绝缘子串冲击闪络的概率愈小，输电线路的电压等级愈高，其重要性愈大，因而要求有较高的耐雷水平。耐雷水平是评定线路防雷性能优劣的一个至关重要的标志。线路耐雷水平与杆塔冲击接地电阻大小、

线防雷保护杆塔尺寸、档距、绝缘子型号、绝缘子片数、杆塔周围的地形情况、线路运行维护水平等线路实际情况联系紧密.3

防雷保护措施。3.1选择典型的防雷保护接线防止35kV路击雷和进行波最有效的方法是架设避雷线因雷击避雷线时，避雷线上产生的电位相当高35kV线路的绝缘水平承受不了这个高电压容易造成反击同样会引起线路跳闸，同时避雷线线路造价又高，因线路只在变电所进—出段，根据变压器容,设1~2公里避雷线以限流进避雷器的雷电流和限制入波的陡度但变所的阀型避雷器不允许通过太大的雷电流，一般不应超过5kA再则通过阀避雷器的雷电陡度也不允许太大，陡度太大亦即电压上升速度太快，会使避雷器来不及放电使避雷器冲击电压提高，从而作用在被保护物的电压也提高了这就容易破坏设备的绝缘为了降低侵入波的峰值和陡度35kV路除架设避雷线外，限制侵入波峰值的办法是在避雷线两端杆塔上还加装管型避雷器或保护间隙。为此35kV线路和变电所要选择典型防雷保护接线，如图所示图35KV变电防雷保护线简易图图中：。7/134氧化锌避雷器；GB1-2-GXS(35/2-10）型管型避雷器。GB1型的作用,进线段外侧无避雷线段线受雷击时，雷电波经过一段线路衰减后变形，陡度会降低，但仍很大，经B1放电后，以降低侵入波的峰值和陡度；GB2的作是：变电所是3双回路供电时，一回路运行，另一回路热备用时，断路器处于断开位置，当雷电波到达断路器触头就会产生全反射电压可升高一倍,若没有B2保护，触头间介质将被击穿，就会产生陡度的波侵入到变电所去，对具有线圈的电气设备的匝间绝缘是很危险的.因,就必须安装B2型管型避雷器或放电间隙.3。235kV路防雷保护的设计要求3。2.1

避雷线的选择3。2。1。1杆塔的选择带地线的5kV线路选用定型的杆塔确定避雷线悬点高度和与线间垂直距离h和避雷线的保护角α=tg-1S/h度。一水泥双杆为.25m—4m为双根避雷线，铁塔5.7m为单根避雷线，以满足角α为0º的要.直线水泥双杆MD避雷线保护角如图所示：

线防雷保护图ZMD水泥杆避雷线保护角示意图3.2.1.2

避雷线截面的选择避雷线截面和导线截面要适当配合：LGJ—-35—-70平方钢铝导线，选用J平方镀锌的绞线为避雷线，方的导，选用J—35方的避雷线。3。2。1.3

计算避雷线的应力和弧垂适当选择导、地线的安全系数=计算拉断力(N)/最大允许应力（N）。导线安全系数为.5—3;避雷线安全系数为.8-4，这样选择的目的:避雷线的应力和垂与导线的应力和弧垂相配合即满足在大气过电压条件下风温115℃时在档距中央导地线间最小距离DB≥0。012LD+1（m）的要求，以防止避雷线受直击雷时发生闪烙,造事故。当导、地线间的垂直距离已确,大气过电压条件下(V=0、b=0、t=15℃）时，线路张段最大代表档距D、导线的弧垂D15、避雷线比载已知时避雷线在此条件下其应力σB15按下式计算：σB15≥LDZgB1/8[h+fD15-(0）(1)σB15是在大气过电压条件下避雷线的使用应力是最大使用应力σ，以σB15和应应力，不是最大使用应力σBmax,σB15和相应气象条件,代入状态方程,别求出最低气温t=-30℃和最大比载B6或gB7时应力,选其中的大者作为避雷线的最大使用应力σBmax以避雷线最大使用应力和相应控制气温为已知条件以求出避雷线的临界档距L确定控制条件：线路代表档距LD>LKB，受最大比载控制，℃；LD〈LKB时受最低气温控制，—30℃。以避雷线最大使用应力σ和相的气温条件m已知，利用状态方程式可以计算出各代表档距L，气温从40℃至30℃每隔0时的应力σ，利用抛物曲线原理计算出避雷线的弧垂fBt：fBt=•gB1/8gBt（2)然后绘制避雷线弧垂安装曲线，其方法：按一定比例，以代表档距LD作为横坐标弧垂f作为纵坐标根据计算结果，每隔0绘制成一条曲线共七条曲线,作为避雷线施工紧线时查用。3.2。1。4

降低避雷线杆塔的接地电阻

线防雷保护带架空地线的杆塔,避雷线要可靠接地降低避雷线杆接地电阻R是提高线路耐雷水平反击的有效措施。杆塔的接地装置,用φ-10钢用方环型另加幅射方式布置埋深不小于.7m。水泥杆避雷线接地引下线，一般用J—35方钢绞线与接地装置相连，不可用预应力水泥杆内的配筋作为接地引下线。设计允许的留有接地孔螺栓的水泥杆非预应力配筋，可作为接地引下线。雷雨季节前，每基杆塔接地装置的工频接地电阻值，应使用ZC—8型接地测量仪测试杆塔基础土壤电阻率ρ后再决定值：ρ=2σR(m)式中：测仪读数Ω；σ——四根金属探测棒等距离，；杆塔工频接地电阻值不超过表值：表杆接地电阻工频电阻率（欧·m)工频接地电阻(欧）

100以下100—500500-10001000-2000101010103.2.2

提高线路绝缘水平采用不平衡绝缘方式35kV系统属于中性点不接地系统，线路受雷击引起大气过电压，多数引起单相闪烙接地，而不会引起开关跳闸,只有引起两相绝缘子闪烙后，形成弧光接地短路，才能引起线路开关跳闸.因此只要加强线路绝缘水平，就不会引起开关跳闸,此最好选用免维护的5kV硅胶绝缘子串。在无避雷线地段其杆型为上字型三角排列的直线杆塔，中相安装三片XP-7型悬式绝缘子，而两边相安装片P-7型绝缘子，造成绝缘差。当线路受雷击过电压时中相绝缘较低，先闪烙放电接地，闪烙后的中相导线相当于一条接地线增加另外两边线的耦合作用之边相不再发生绝缘闪烙，就不会引起弧光短路使线路开关跳闸。3.2。3

杆塔上安装少一长针金属消雷器在山脚下，河边无避雷线的杆塔因土壤电阻率较高，最容易受直击雷。在杆塔顶部安装少—长针金属消雷器可以使杆塔免受直击雷的危害。对直线单杆安装一付，双杆安装两付，并用GJ-35钢绞线可靠接地,接地电阻值不超过表值。少一长针消雷器：长针用14×2000(mm)圆五根，针尖锥度越尖越好均匀水平排列焊接在50×5×3000(mm)钢上，用Φ18U型抱箍固定在杆顶上。近几年在易受雷击的杆塔上,中安装35kV氧化锌避雷器也能起到防雷作用.3.2.4路采用自动重合闸装置前几种防雷保护，只对较小雷电流有效特大雷电流还是无能为力的，为此5kV线路采用自动重合闸作为补救措施当线路受到雷击引起相间短路，保护动作使开关跳闸，经一段时限，自动重合闸使开关重新合闸。如果故障消除线路恢复供，否则由保护再次使开关跳闸.运行经验表明，线路受雷击在电弧熄灭后，其电气强度一般都能很快恢复，因此采用自动重合闸时,有60~75％的雷击跳闸事故都能重合成功恢复供电，这对保证安全供电起很大作用。

施工注意事项及后期管理

4.1

线防雷保护施工注意事项严格限制电线的施工规格,要求建设符合规格的技术措施，保证接地装置长度、深度、截面等满足工程规定，同时，对电线的接地体和引下线进行检查，对于电线埋设深度不够、腐蚀严重、接地电阻值不符合要求的进行全面整修、维护、处理,确保接地装置和架空地电线良好运行状态，一方面,线路接地体的顶面埋设深度应符合线路设计要求，另一方面，应该对接地装置焊接部位应作防腐处理；防止发生化学腐蚀,导致接地体线路的破。从而大大地降低接地电阻的耐腐蚀性和导电性此外,加强措施降低杆塔的接地电阻提高线路的耐雷水平免其因雷击跳闸的可能性。4.2

加强35kv路绝缘设施在35KV配电网电保护检查中，线路表面存在大量因积污而产生放电烧伤的绝缘子，因绝缘子污秽放电,导致配电网线路单相接地、引起跳闸等电力系统故障的现象.外于长期受到高温腐蚀等自然因素的影响，导致电线绝缘层的老化和破坏，以至于电源过电压使得电线绝缘被击穿而发生的短路、接地障碍等损害屡见不鲜。对于其防护措施，我们要加强线路防污闪处理能力，提高配电网线路的绝缘水平,定期进行清污工，严格检查整改线路接地置，保护接地测量35KV配电网的接地电阻不合格电阻,避免发生线路闪和绝缘层失效等问题障碍提高我国电网设备的安全性、耐用性能，维护电力系统安全稳定运行，保障供电的持续性,促进电网事业和社会经济的稳定发展4。3

合理安装避雷针和避雷器等设施导线断落和瓷瓶串掉串是雷击最为严重的后果，像没有架空地线的35kV配电线，危及设备和人身安全，而且这种事故的发生屡见不鲜。在35kv线路杆顶安装避雷针是一项有效的、常见的防雷措施，既可以防止直击雷袭击附近的导线和绝缘子，有可以大大降低雷电袭击的可能性提高35kv线路的防雷水平和耐雷水平，以防止雷电直击导线或绝缘子串。杆型中,可以加装一付抱箍在其上装设到根角钢，并地线装设挂线金具。避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线。°C无风时，档距中央导线与避雷线间距离S1应为1＝0。012l＋1，S1是导线与避雷线间的距离；为档距的长度。图4装抱箍与线金具后杆塔

线防雷保护雷电袭击是一个短暂的、带有电磁感应的过程，所以，减少接地电阻、架设耦合地线是提高也是35kv线路耐雷水平的必要手段，架设接地线可以起到良好的分流效果，耦合电线的架设极大的增加了避雷线和导线之间的耦合效果，从而起到降低绝缘子上的电压。提高35kv线路大的耐压能力。4。4

积极开展线路定期检查、巡视工作，加强防雷装置安装技术工作人员应该对线路安全进行有效的定期排查工作，监督防雷安装技术、设备的质量，加大线路安全隐患的排查，消除35kv线路安全隐患，避免因设备质量原因造成的损失;此外,建立一套完备的线路安全、防雷措施的管理制度，提高预防预警机制的设立，在事故发生时,能够及时有效地处理事故的能力，同时，利用网络安全管理等手段,提高电网运行的有效性、便捷性等，逐渐提高管理力度,创新管理方式是建全方位的、统的、安全稳定的供电系的重要保障。4。5更新引进防雷技术，借鉴