輸電線路的防雷設計畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 需要定期維護，針對渝東南交通不便的實際情況具有重要意義，可以大大減輕巡視人員的工作量。（4）、根據運行經驗，消雷器的防雷能力存在一定問題，故需對已加裝消雷器的部分桿塔進行改造。2．結論和建議國內外理論研究和我單位3年來初步的運行經驗表明，線路避雷器對提高線路耐雷水平，防止雷擊導線或雷擊桿塔，避雷器引起的反擊閃絡，降低線路雷擊跳閘率都有一定效果，因此可結合輸電線路的重要程度，在有條件的情況下開展線路避雷器的布點安裝點工作。在多雷區，輸電線路因雷擊引起跳閘的機率越平越高，線路用氧化鋅避雷器的應用量大面廣，價格成本問題比較突出，其技術經濟比較仍需大量的運行經驗來驗證。線路避雷器的應用仍有許多技術性問題沿需解決，需積極積累線路運行經驗，做好線路防雷基礎統計工作，充分利用目前市公司已經完善的雷電定位系統，解決易擊段，易擊桿和安裝相別的選擇，桿塔接地電阻，地形等因素對防雷效果的影響關系等問題，同時宜配合理論計算分析和校核以達到較好的運行效果。及時跟蹤和總結線路避雷器運行經驗，以使得這項線路防雷新技術得以有效應用。線路避雷器尚需規范和完善技術條件和有關行業標準，解決其選型，通流容量，安裝方式和運行維修，提高其可靠性，同時不斷積累應用線路避雷器防雷工作方面的運和經驗。在推廣應用輸電線路用氧化鋅避雷器的同時，降低線路避雷線保護角和桿塔接地電阻，改善接地系統等常規線路防雷措施仍不能放松。六．山區輸電線路防雷綜合措施研究及實施方案概述1．1項目背景黃山電網處于安徽電網末端的皖南山區，山巒起伏、地形劇變、峰高谷深，現有的35220KV線路長度達650余km、桿塔2022基，約85%均分布在山區。線路末端，主電源線路為兩條220KV寧萬2892896線有110KV陳太48績金916線路，黃山市作業國際性的旅游都市，每年政治保電、接待任務繁重，其特殊性對黃山電網的安全運行提出了更高的標準。而地處皖南的黃山電網，線路雷擊跳閘是整個電網跳閘的重要原因，經常占到跳閘總數的8090%。且由于線路大多處于高山大嶺，降低雷擊跳部率對于日常線路設備的運行維護人員來說將大大降低勞動強度，回此如何有效防止雷擊故障的發生，對防雷措施進行綜合研究，盡量降低雷擊跳閘率，其效益是不僅僅用金錢來衡量的。山區線路防雷綜合措施主要分成三個方面，它們是：安裝線路避雷器、桿塔接地電網改造和安裝可控放電避雷針。這些措施將從防止直擊雷跳閘、反擊雷跳閘兩個方面對線路防雷起到綜合作用。1．2行業現狀目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設在桿塔頂端的架空地線，其運行維護工作中主要是對桿恭聽妝地電阻的檢測及改造。由于其防雷措施的單一性，無法在到防雷要求。而以前所扒行的安裝耦合地線、增強線路絕緣水平的防雷措施，受到一定的條件限制而無法得到有效實施，如通常采用增加絕緣子片數或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來提高線路絕緣，對防止雷擊葆面反擊過電壓效果較好，但對于防止繞擊則效果較差，且增加絕緣子片數受桿塔頭部絕緣間隙及導線對地安全距離的限制，因此線路絕緣的增強也是有限的。而安裝耦合地線則一般適用于丘陵或山區跨越檔，可以對導線起到有效的屏蔽保護作用，用等擊距原理也就是降低了導線的暴露弧段。但其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運輸等因素的影響，因此架設耦合地線對于舊線路不易實施。因此研究不受條件限制的線路防雷措施就顯得十分重要，將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、安裝可控放電避雷針進行綜合分析運用，從它們對防正點雷形式的針對性出發，真正做到切實可行而雙能收到實際效果。1．3項目目標通過進行安裝線路避雷器、降低桿勞動保護用品接地電阻、按裝可控放電避雷針三種措施的綜合運用，有效降低線路跳閘率。從而大大提高黃山電網的安全可撫順運行水平，確保城市旅游業及工農業、生產生活用電。1．3．1雷擊跳閘分析高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關：線路絕緣子的50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對性，因此，在進行高壓送電線路設計時，我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。1） 高壓送電線路繞擊成因分析根據高壓送電線路的運行經驗、現場實測和模擬試驗均證明，雷電繞擊率與避雷線對邊導線的保護角、桿塔高度以及高壓送電線路經過的地形、地貌和地質條件有關。山區高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區設計送是線路時不可避免會出現大跨越、大高差檔距，這是線路耐雷水平的薄弱環節；一些地區雷電活動相對強烈，使某一區段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。2）高壓送電線路反擊成因分析雷擊桿、塔頂部或避雷線時，雷電電流流過塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時在相導線上產生感應過電壓。如果升高塔體電位和相導線感應過電壓合成的電位差超過高壓送電線路絕緣閃絡電壓值，即UjU50%時，導線桿塔之間就會發生閃絡，這種閃絡就是反擊閃絡。序號對照項目反擊繞擊1雷電流測量電流較大（結合電流路徑）電流較小（結合電流路徑）2接地電阻大小3閃絡基數及相數一基多相或多基多相單基單相或相臨兩基同相4塔身高度較高較低5地形特點一般，不易繞擊山坡及山頂易繞擊處6閃絡相別耐雷水平低相（如下相）易繞擊的相（如上相）由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數k、減少分流系數β、加強高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實際實施中，我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。2．高壓送電線路防雷措施清楚了送電線路雷擊跳閘的發生原因，我們就可以有針對性的對送電線路所經過的不同地段，不同地理位置的桿塔采取相應的防雷措施。加強高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強零值絕緣子的檢測，保證高壓送電線路有足夠的絕緣強度是提高線路耐雷水平的重要因素。我們在設計高壓線路時充分比較各種絕緣子的性能，分析其特性，認為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優點，并且絕緣子本身具有自潔性能良好的零值自爆的特點。特別是玻璃是熔融體，質地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能，所以設計中我們多考慮采用玻璃絕緣子。2．1 線路避雷器安裝運用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發生閃絡。我們在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。線路避雷器一般有兩種：一種是無間隙型；避雷器與導線直接連接，它是電站型避雷器的延續，具有吸收沖擊能量可靠，無放電時延、串聯間隙在正常運行電壓和操作電壓下不動作，避雷器本體完全處于不帶電狀態，排除電氣老化問題；串聯間隙的下電極與上電極（線路導線）呈垂直布置，放電特性穩定且分散性小等優點；另一種是帶串聯間隙型，避雷器與導線通過空氣間隙本連接，只有在雷電流作用時才承受工頻電壓的作用，具有可靠性高、運行壽命長等優點。一般常用的是帶串聯間隙型，由于其間隙的隔離作用，避雷本體部分（裝有電阻片的部分）基本上不承擔系統運行電壓，不必考慮長期運行電壓下的老化問題，且本體部分的故障不會對線路的正常運行造成隱患。線路避雷器防雷的基本原理：雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線統到相臨桿塔，另一部分雷電流經桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征。雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高，其電位值為Ut=iRd+(1)式中，i——雷電流；Rd——沖擊接地電阻；——暫態分量。 當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時，將發生由塔頂至導線的閃絡。即UtU1U50,如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為UtU1+UmU50。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關，不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。加裝線路避雷器以后，當輸電線路遭受雷擊時，雷電流的分流將發生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值后，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時，由于導線間的電磁感應作用，將分別再導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。鑒于上述原理，在分析黃山電網雷擊跳閘資料的基礎上，有選擇的在110KV陳太484線29，110KV苦太911線17，110KV萬巖922線22塔共計安裝了9只帶串聯間隙的YH10CX95/300型金屬氧化物避雷器，在110KV祁941線110KV巖金918線77塔安裝了6只無間隙的HY10WZ108/281型金屬氧化物避雷器掛網同時運行。線路工區結合巡視工作。每年雷季前進行避雷器動作情況檢查，雷季結束進行記錄，分別是：A相動作一次、C相動作兩次。說明避雷器對防止雷擊跳閘起到了一定的作用。但由于其費用較高，且安裝區段與歷年來的雷擊記錄點密切聯系，故綜合考慮后未進行推廣運用。桿塔接地網改造 降低桿塔的接地電阻。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能的降低桿塔的接電阻，這是提高高壓送電心路耐雷水平的基礎，是最經濟、有效的手段，對于土壤電阻率較高的疑難地區的線路，則應跳出原有設計參數的框框，特別是要強化降阻手段的應用，如增加埋設深度，延長接地極的使用，就近增加垂直接地極的運用。 由于我局部分線路是七八時年代投運的老線路，桿塔接地網在建設時使用的材料質量差、截面小和埋設深度不夠等原因，接地電阻值長期以來偏大，特別是經歷了多年的運行，大部分接地體銹蝕嚴重，降低了線路的耐雷水平。因此在2002年進行安全性評價的機會，對35220KV線路桿塔接地網進行了一次普測接地電阻，并與設計資料進行比較，分析總結進行了244基桿塔接地網進行統一改造。為確保改造工作方便實施，對不同的桿塔形式我們采用Q12的園鋼進行了接地網統一設計、統一加工，并熱鍍鋅，避免了高山大嶺上進行施工焊接造成工藝質量不合格等的可能，同時也減少了野外工作量，大大降低勞動強度，加快改造速度。通地改造使桿塔地網的接地電阻值大幅度降低，從而使線路的耐雷水平從理論上得到大大提高。特別是一次性對110KV績金918線路877全線七十年代的桿塔進行統一改造，對提高該線路整體防雷水平起到了一定的作用。該線路在改造后的2004年至今近雷雨年度里未發生過雷擊故障。這次改造是很成功的，也說明了降低網接地電阻是防雷較為有效的措施。 方案：利用絕緣搖表采用四極法進行土壤電阻率的測試，以及采用智能接地電阻測試儀，直測土壤電阻率。根據測試的土壤電阻率的結果進行比較再根據設計時所給予的接地裝置的形式，確定最終的接地體的敷設方案。有架空地線的線路桿塔的接地電阻土壤電阻率（）100及以下100以上至500500以上至10001000以上至20002000以上工頻接地電阻（歐）1015202530（1） 接地放射線 ：采用四根放射線不小于27米的Q12圓鋼（熱鍍鋅）進行敷設并焊接。 ：采用四根放射線不小于55米的Q12圓鋼（熱鍍鋅）進行敷設并焊接。 ：采用六至八根放射線不小于80米的Q12圓鋼（熱鍍鋅）進行敷設并焊接。（2） 桿塔接地裝置埋深：在300p=,一般采用水平敷設的接地裝置,:在P,可采用68干總長度不超過50