10kv架空線防雷技術研究(存儲版)

　　

【正文】 52以10kV線路最多發的感應雷為例，根據公式U=25（I/s），可以計算得到距離該線路不同距離、不同雷電流作用下感應過電壓的數值如表44所示。[2]在架空線路有選擇的安裝避雷器，以下是對于安裝避雷器的一些建議：（1）在架空線路雷害事故多發段桿塔進行安裝；（2）在架空線路分支處桿塔安裝避雷器；（3）在配電變壓器、開關、刀閘等重要配電設備處安裝避雷器；（4）在線路T接處安裝避雷器進行保護。圖43 仿真模型圖 圖44 絕緣子兩端電壓波形圖根據以上對于各種防雷措施的分析，本段架空線路的供電可靠性對于煤礦的安全生產起著相當重要的作用，因此，在經濟允許范圍前提下，優先考慮架空線路供電可靠性，對本段線路全線架設避雷線可以有效的提高線路的耐雷水平，因此就要求線路有較好的絕緣水平和合理的接地電阻，此外，線路避雷器的安裝可以有效的減小雷電流幅值，降低雷擊跳閘率。表51避雷線與導線配合表避雷線型號GJ25GJ35GJ50GJ70導線型號LGJ35 LGJ50 LGJ70LGJ95 LGJ120 LGJ150 LGJ185 LGJQ150 LGJQ185LGJ240 LGJ300 LGJQ240 LGJQ300 LGJQ400LGJ400 LGJQ500 根據本段線路原有的線路數據得到：本段線路導線型號為LGJ70，因此，根據有關規定得到避雷線的型號應該選擇GJ25。的保護角。考慮絕緣子的尺寸，絕緣子距離橫擔邊緣5cm，絕緣子頂部高出橫的距離約為20cm（絕緣子的參數見表510）， m以上。表55有避雷線的桿塔的接地電阻土壤電阻率（Ω*m）100以下100~500500~10001000~20002000以上接地電阻（Ω）1015202530降低桿塔接地電阻的方法有：更換接地裝置周圍的土壤，對接地裝置周圍的土壤進行化學處理，深埋接地極，采用多支外引式接地裝置，利用降阻劑降低接地電阻，延長水平接地體等。凝固后的降阻劑呈弱堿性，結構緊密，對接地體有防腐蝕保護作用。（m）h為接地體的埋設深度。[12] 本設計通過對水平接地極和豎直接地極的綜合考慮，決定考慮使用垂直接地極，選擇幾根垂直接地極并聯的方法，制作垂直接地體的材料一般選用鍍鋅鋼管、鍍鋅角鋼L50*50*5或鍍鋅圓鋼φ20，端部鋸成斜口或者鍛造成錐形。使接地極完全與降阻劑接觸，等到降阻劑凝固后，通過扁鋼將位于4個角的鍍鋅鋼管的焊接起來，使它們連為一體，地下所有連接處必須焊接，焊接長度應大于等于10cm。接地引下線地面以下的垂直部分應該刷瀝青進行防腐處理。針對本段線路，已經使用了鐵質橫擔和P10T型絕緣子，若將鐵橫擔更換為絕緣效果更好的瓷橫擔，對于線路的絕緣水平必定有很大的提高，雖然更換橫擔的方案效果最為顯著但工程量也比較大，改造成本較高，本方案不采用。如圖57所示，可以在絕緣子與導線接觸處增加一層絕緣層，使放電只能從加強絕緣邊沿處或是擊穿絕緣皮后擊穿導線。配電線路避雷器的安裝能夠提高桿塔的耐雷水平，但是雷電流通過避雷線流入未安裝避雷器的桿塔時，如果雷電流的幅值超過其桿塔的耐雷水平的時候，相鄰桿塔仍然會發生閃絡，同樣也會發生繞擊和反擊，由此沒有安裝避雷器的桿塔就會因為相鄰桿塔的避雷器的裝設而使得自身耐雷水平得到很大的提高。在雷電流入侵波消失后，線路又恢復正常傳輸的工頻電壓。3. 鋼絞線：用作避雷線，使用GJ25規格。135,140基桿塔架設）。（第1,5,10,15,20 致 謝本論文是在指導老師李忠的悉心指導和幫助下完成的，在大四畢業設計的這幾個月的時間里，老師對我嚴格要求，耐心指導。由于本人水平有限，缺點在所難免，懇請各位老師批評指正。135,140基桿塔架設，其中第1基桿塔安裝兩組，共33組，避雷器的接地裝置使用避雷線的接地裝置）保護線路易受雷擊的桿塔和防止雷電流入侵系統。提高雷擊導線地面時的耐雷水平。1. DN65鍍鋅鋼管：用作接地極，每基桿塔接地共需要4根鋼管，因此共需要128根鍍鋅鋼管。 圖59 絕緣子與避雷器兩端電壓比較圖510 每隔六基桿塔安裝避雷器模型圖避雷器并聯于絕緣子的兩端，當雷電波入侵的時候只有在避雷器的伏秒特性曲線低于絕緣子的伏秒特性，避雷器才能先于絕緣子動作，并呈現低阻狀態，限制雷電過電壓，同時將過電壓引起的大電流泄放入大地。線路避雷器在雷電活動強烈、降低桿塔接地電阻困難的特殊線段上使用，可有效提高輸電線路的耐雷水平[15][9]。為100km由于雷擊引起線路閃絡的次數，根據本設計的實際情況，取地面落雷密度為=，計算線路兩側閃絡次數計算公式為： (513)本次設計將針式絕緣子P10T換為P15T,則：： ，最小閃絡電流（kA）最小雷電流分布概率 此線路每100km年閃絡次數 ： ，最小閃絡電流（kA）最小雷電流分布概率此線路沒100km年閃絡次數=將所有數據總結起來為表51：表511 P10T與P15T閃絡電壓的比較 絕緣子（kV）（kA）最小雷電流分布概率P閃絡次數P10T85%50P15T11843%34 在更換絕緣子時，可以在線路與絕緣子接觸的部分加強一些絕緣措施，如涂刷絕緣漆等方式，提高線路的局部絕緣。，可以在桿塔上面增加絕緣子串片數，加大大跨越檔導線與地線之間的距離，加強線路絕緣，但是增加絕緣子串片數，會導致塔頭間隙相應增大，增加了塔頭尺寸和絕緣費用。并應該使用四面焊接，焊縫平整飽滿并有足夠的機械強度，不得有假焊、裂紋、虛焊、氣孔等缺陷。在正方形的每一個頂點處，再往下鉆一個直徑10～20cm，一般采用手錘打入。敷設瀝青層時，其基底必須用碎石夯實。（Ω*m）為接地體長度。降阻劑是集電子和離子導電為一體的無機物質組成的混合物。線路的檔距為60m，可以每隔5基桿塔安裝一個接地極（300m），其中安裝接地極的桿塔頂端避雷線直接與扁鐵相連，不安裝絕緣子。雙頭抱箍應該選擇12m高桿塔型，直徑為19cm。我國66kV以下的輸電線路一般采用20176。 全線架設避雷線根據煤礦電工手冊的規定避雷線的截面積一般不小于25。對于曲線1，由于沒有裝設避雷器，線路遭受雷擊時，線路的絕緣子被迅速擊穿（線路原有絕緣子為P10T，50%擊穿電壓為85kV）；對于曲線2，當線路遭受雷擊時，由于線路避雷器的及時動作，雷電流被及時的泄入大地，在絕緣子上造成小的電壓波動，而未達到絕緣子的50%擊穿電壓，因此，可以看出，線路避雷器在配電線路中的保護作用是非常明顯的，但是線路避雷器對于未安裝避雷器的桿塔沒有保護作用。正常情況下，它處于截止狀態；而在超過避雷器保護水平的過電壓波到達的時候，避雷器立即導通，限制了過電壓的幅值，雷電流瀉入大地以后，還要切斷在雷電流通過火花間隙時形成的通道中導線流向大地的工頻電流，最后，避雷器恢復絕緣狀態。配電線路雷擊閃絡率主要考慮兩個因素：一個是絕緣子的閃絡判據，取絕緣子的雷電沖擊放電電壓值。雷擊導線附近地面和雷擊導線時，雖然桿塔的接地電阻沒有直接影響到線路耐雷水平，但是，由于線路耐雷水平比較低，采用了避雷線和避雷器等措施都要依賴到桿塔的接地電阻來迅速的將雷電流導入大地，因此，降低該段線路桿塔的接地電阻是十分重要的。 根據有關規定，35kV及其以下全線不架設避雷線，主要原因有：中性點不直接接地，不容易跳閘；絕緣水平低，即使架設避雷線，對導線的反擊的作用也不是很大，對于經濟性考慮不適合全線架設避雷線[10]。直擊雷過電壓對于輸電線路的影響[2]：(1)未架設避雷線的情況下直擊雷過電壓的影響?雷擊導線:：當雷電直擊導線后，雷電流沿著導線向著兩側流動，假定為雷電通道的波阻抗，為雷擊點兩側的導線的并聯波阻抗，若計及沖擊電暈的影響，可取Z=400，可近似取200，則雷擊點的電壓為 (42)雷電流大小與雷擊導線的電壓成正比，如果雷電電壓超過線路絕緣的耐雷水平，則將發生沖擊閃絡，由以上可以得到線路的耐雷水平為I=，取85kV。 架設避雷線 圖41 避雷線安裝高度與耐雷水平的關系圖 避雷線主要通過分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低桿塔頂部電位。(3)容易引起反擊。 圖39 降低桿塔接地電阻的方法 第四章 防雷措施分析 避雷針的使用避雷針的結構包括接閃器、支持構架、引下線和接地裝置。Ij＝ kA。兩回架空線路從2桿塔開始分開架設，線路三相為“上”字形排布，檔距約為60m，兩回架空線路中間間距為60米，桿塔為12m錐形水泥桿，線路使用絕緣子為P10T。（2）防止雷擊塔頂或避雷器后引起絕緣閃絡，可以降低桿塔的接地電阻，適當加強線路絕緣，在個別桿塔上采用避雷器等。 雷電對線路的影響雷電對于輸配電線路的影響主要有直接雷和感應雷兩種，由于配電線路的絕緣水平一般比較低且線路中一般沒有避雷線等防雷避雷設施，直接雷的幅值往往是非常大的，高達數百千伏甚至更高，這種電壓對于線路以及系統的破壞性極強，配電線路幾乎是無法防護的，直接雷的跳閘率約為100%，不過配電線路中直擊雷的發生概率并不高，對于10kV配電線路影響較多的是感應雷的影響，有關資料顯示，10kV的配電線路中，感應雷引起的故障比例在90%以上。當被擊物體的阻抗只是電阻R時，作用在R上的電壓波形u與電流波形i相同。根據理論研究和實測分析，我國有關規程建議取300～400Ω。云層對大地的放電，則對建筑物、電子電氣設備和人、畜危害甚大。物理降阻劑在工程上的運用已經有20多年的歷史，經過不斷地實踐和改進，現在無論是施工工藝都已經相當成熟。[4]管式避雷器與保護間隙相比他具有一定的滅弧能力，但是缺點與保護間隙的相同。入侵變電所內損壞電器設備對用電設備造成毀壞，影響正常的生產、生活。更與礦工們的生命安全息息相關，檸條塔煤礦位于陜北榆林，該煤礦所在的地區為荒漠地帶，該段輸電線路沿途缺少高大的植被，雷電直接擊中線路的幾率很高，同時，由于是荒漠地帶，土壤以沙地為主，導電性能不好，這就使得桿塔的接地電阻過高，雷電一旦擊中線路，就更容易造成線路故障，因此研究該段線路的避雷防雷措施對于該煤礦有至關重要的意義。s the distribution line lightning protection research is very important. The object of this paper is a power supply line for a coal mine39。論文題目：煤礦10kV架空線防雷技術研究專 業：電氣工程及其自動化本 科 生：井鵬飛 （簽名） 指導老師：李忠 （簽名） 摘 要我國10kV線路縱橫延伸,地處曠野,雷雨季易遭雷擊。s Insulation level is low,when Lightning occurs it always Bring heavy losses to seriously affected the normal life of people production, sometimes even can pose a threat to the safety of people39。[1]隨著生產水平的不斷提高，煤礦企業對供電可靠性的要求不斷增長，這不單是為了保證煤礦的生產不受影響。雷擊線路時，雷電壓能使絕緣子擊碎，雷電流燒斷導線，雷電波自線路入侵配電變壓器線圈使絕緣損壞燒毀。保護間隙有一定的限制電壓的效果，但是不能避免供電中斷，優點是結構簡單、廉價，但是缺點是保護效果差，與被保護的設備的伏秒特性不易配合，動作后產生的截波，對變壓器的匝間絕緣有很大的影響，因此他往往與其他的保護措施配合使用。多數接地工程都會選用銅作為金屬材料。 第二章 雷電概論 雷電的概念雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層，或者是帶電的云層對大地之間迅猛的放電。(3)雷電波阻抗雷電通道在主放電時如同導體，雷電流在導體中流動，和普通的導線一樣，具有某一等值波阻抗，稱為雷電波阻抗。式中為某一固定的電流值，其中αβ是兩個常數，t為作用時間。可以認為雷電流的陡度與幅值為線性關系，幅值越大，陡度也越大[4]。 措施有：（1）防止雷直擊導線，可以沿線架設避雷線，有時還要裝避雷針與其配合。北翼回風斜井供電的兩回架空線路在1桿塔同桿架設，1桿塔頂部安裝有6個氧化鋅避雷器，桿塔底部有兩根Φ12的鋼筋接地。（備注：因無法得到所研究架空線路的具體資料，本參數參考相關資料）取以上典型