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输电线路雷击架空地线断线的原因分析及防雷措施

雷击架空地线断线原因分析 

一般而言,对于输电线路的故障,雷击引起的可能性很大。架空的输电线路被雷击导致导地线断裂或是悬垂线夹处断线。这种故障发生的原因如下:

1 、雷电流的热效应 
  当雷击架空的地线时,雷击点的电流密度达到最大值,雷电弧的温度也处于最高值,可能达到几千K。一般情况下,当雷电流通过导线时,雷电流引起的热效应不明显。如果是雷击导体,雷电雨放电通道接触时可以产生无限的高温,可以融化金属,从而导致有些架空地线断股,直接影响输电线的正常供电。
雷电流的携带的巨大能量一般集中在电弧上,但是电弧的作用点太小,雷电流的电弧都直接传给导地线,引起导地线在瞬间升温,达到一定的限度就断股了。 

2 、雷电流的冲击效应 
  在生活中,我们也常见一些雷击的现象。例如,大风大雨天气里,有雷击大树的情况,抑或是有些重大雷电直接将建筑物的钢筋混凝土击穿一个洞的现象。由此可知,雷击具有很大的冲击力,而且是机械能。对于这样的天气,输电线处于裸露的自然环境下,就有遭受雷击的危险、如果导地线被雷电击中,雷电冲击波携带的能量超出导体线的承受范围,导地线可能直接被打断。

3 、工频短路电流的热效应 
  当雷击架空的地线,在线路断裂的同时会产生绝缘子闪络放电。由于地线的杆塔阻力比雷击放电的杆塔小,当雷击放电接触的杆塔,几乎所有的工频都会被续流到架空地线,从而出现短路电流,在一定程度上也提高了雷击点的温度。
  架空地线短路时的热稳定只能允许较小的电流通过,所以容易使导地线断线。在地线的悬垂线夹处属于比较薄弱的环节,更加容易断线。 

4 、设计规程不合理 
  在短路电流的热稳定中,设计规程需要对雷电流和短路电流同时产生作用下的热稳定规定要求。所以,设计部门进行设计,需要按照导线和地线之间的最小配合来设计,但是没有依据设计规程进行地线的热稳定校验。 
  
预防雷击架空地线断线的建议 
为了保障输电线的供电安全,需要加强架空地线的雷击预防。
首先,防止雷击绝缘子掉串的措施,可以在设计上进行把关,摒弃瓷绝缘子,可以选择玻璃绝缘子。并且制定一定的周期检测制度,提高零值检出率,尽可能地较少测零工作。同时,在架空地线断线的研究上,可以增加避雷针引流线,将悬垂线夹的电流进行分流,可以选择GJ-50或是以上的钢绞线,从而可以提高架空地线的热稳定性。还可以选择耐雷击的架空地线,在不同的地形区采用不同的线路,建设好具有自然屏蔽的防雷结构,加强绝缘效应。绝缘作为最简单的投资,也是卓有成效的防雷措施。还可以改造接地的电阻,严格管理工程质量。在山区,由于雷击绕击范围大,可以采用保护角。 
由于不同土壤的电阻率不同,在安装避雷线的输电线路的选择上也应综合考虑,选择较为合适的。

1、 安装避雷线,降低接地电阻 
  在架空输电线中安装避雷针,是应对雷击的直接方式。通过避雷针的分流,减少雷击对导线的危害。在生活常见的一种情况是,很多的高层建筑都会在顶楼安装避雷针。由于楼层太高,接触的大气活动更为剧烈,在雷雨天气最容易接触到雷击,所以通过安装避雷针,将雷击的电流传导到地面,可以降低建筑物的电能量冲击,尽可能地起到保护人和建筑物安全的作用。同理而论,将架空的输电线路上安装避雷针,增加电流的分流效果。当线路被雷击,可以通过避雷线将能量牵引至大地,此时的雷电流经过杆塔之后就压降,接地的电阻变小,能够反击的电压也降低了,从而可以确保线路的安全。 
  在安装避雷针的过程中,为了降低杆塔的接地电阻,可以将杆塔设计成钢筋水泥或是卡盘基础,抑或是可以增加一些人工接地的物体。在接地体的安装埋设中,需要注意土层深度,适当地选择接地带的引接,其长度最好不超过62m。而且,对于土壤的电阻率,需要进行一定的检测,必要时要进行换土处理,或者是选用一些化学物理进行降阻。

  2、减少雷击跳闸的保护措施 
  在电力网的建设中,一般采用中性点消弧线圈接地,还可以选择某些自动重合的装置,减少因雷击线路短路跳闸的次数,从而降低停电的威胁。在地线的选择上,可以适当地增加耦合地线,在雷击发生时可以在杆顶进行分流或是耦合,从而直接降低雷击跳闸的次数。在设置耦合地线时,需要实现对杆塔强度进行测算,合理设置导线和地面的距离。所以,耦合地线的安装一般是避雷线和接地电阻的安装都不能成行的时候,才建议使用耦合地线。 

加强线路的绝缘效果,可以很好地提高输电线的耐雷水平,对于降低线路的跳闸次数的减少很有用处。对于特殊地形区的高杆塔,在设置其接地电阻前,需要适当地增加绝缘补偿。按照设计规程的相关要求,加强线路的保护。这其中有个数值标准。如果杆塔超过了40m,在每10m的高度增加上,需要同时增加一个绝缘子。由于目前的输电线路普遍采用的是降低塔体,从而更好地发挥接地电阻的作用。但基础我国的地形多样的缘故,这种方式只适合于平原地区。在山区的接地电阻的设计上,可以适当增加地线与区域内土壤的接触面积,从而尽可能地降低电阻率。 















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