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一、架空输电线路雷电过电压概述
架空输电线路地处旷野,绵延数千千米,很容易遭受雷击.雷击是造成线路跳闸的主要原因.同时,雷击线路形成的雷电过电压波.沿线路传播侵人变电所.也是危害变电所设备运行的重要因素。
根据过电压形成的物理过程,雷电过电压可以分为两种。一是直击雷过电压。它是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线(见图2. 1中①、②或③)引起的线路过电压。二是感应雷过电压。它是在雷击线路附近大地,由于电磁感应在导线上产生的过电压。运行经验表明.直击雷过电压对电力系统的危害大,感应雷过电压只对35 kV及其以下的线路有威胁。图2.1 雷击输电线路部位示意图
按照雷击线路部位的不同,直击雷过电压又分为两种情况.一种是雷击线路杆塔或避雷线时,雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高.当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放电电压时,会对导线发生闪络,使导线出现过电压。因为这时杆塔或避雷线的电位(值)反而高于导线。故通常称为反击。另一种是雷电直接击中导线(无避雷线时)或绕过避雷线(屏蔽失效)击中导线.直接在导线上引起过电压。后者通常称为绕击。
雷击线路可能导致两种破坏性后果。一是使线路发生短路接地故障。雷电过电压的作用时间虽然很短(数十秒),但导线对地(避雷线或杆塔)发生闪络以后,工频电压将沿此闪络通道继续放电,进而发展成为工频电弧接地。此时继电?;ぷ爸媒岫?,使断路器跳闸,影响线路正常送电。二是形成沿输电线路侵人变电站的雷电波,在变电站内产生复杂的折反射过程,可能使电力设备承受很高的过电压,以致设备绝缘破坏.造成停电事故。
输电线路防雷性能的优劣,工程上主要用耐雷水平和雷击跳闸率这两个指标来衡盆。耐雷水平是指线路遭受雷击时所能耐受的不致引起绝缘闪络的大雷电流幅值(单位为kA).耐雷水平越高,线路的防雷性能越好.雷击跳闸率是指在折算至年雷电日数为40的标准条件下.每百千米线路每年因雷击引起的线路跳闸次数.单位为:次/百千米·年。需击跳闸率是衡量线路防雷性能的综合性指标。二、感应过电压
在雷云对地放电过程中.放电通道周围的空间电磁场将发生急剧变化。因而当雷击输电线附近的地面时,虽未直击导线。由于雷电过程引起周围电磁场的突变,也会在导线上感应出一个高电压来.这就是感应过电压。感应过电压包含静电感应和电磁感应两个分量,一般以静电感应分量为主。
虽然对于感应过电压形成的物理解释已经有了一个比较一致的认识,但由于难以得到雷电放电过程的原始数据等原因,感应过电压有多种不同的计算方法,而且结果还差别较大。
由于感应过电压对各相导线来说基本相同,所以不会发生相间闪络。又由于感应过电压是因电磁感应而产生的,其极性与雷云电荷.即与雷电流的极性正相反,因而绝大部分感应过电压是正极性的,这一点与直击雷过电压不同。另外,感应过电压的波形较直击雷过电压更平缓,波头由几秒至几十秒,波尾则可达数百秒。避雷线由于对导线有屏蔽作用.因而能降低导线上的感应过电压幅值。避雷线与导线间的藕合系数越大,导线上的感应过电压就越低。
三、雷击导线过电压
无避雷线的线路,当雷闪放电过分靠近线路时,发生的就不是雷击地面的感应过电压,而是雷电直击导线的过电压。在我国110 kV及其以上线路一般都架
有避雷线.以免导线直接遭受雷击,但由于各种偶然因素的影响.仍有可能发生避雷线屏蔽失效.雷电绕过避雷线而击中导线的情况,通常称绕击.
绕击发生的概率虽然很低,但一旦雷电击中导线,导致线路跳闸的几率将很高。四、雷击塔顶过电压
雷击塔顶(包括雷击塔顶附近的避雷线)时,杆塔电感与接地电阻的存在将使塔顶电位瞬时升高,其电位位甚至大大超过导线电位,引起绝缘子串闪络,即反击,造成线路跳闸,同时在线路上形成向线路两侧传播的过电压波.过电压波侵人发电厂、变电站。
除上述二种雷电过电压外,还有一种雷击避雷线挡距中央时的过电压.国内外大量的运行经验表明,此时引起挡距中央避需线与导线空气问隙发生闪络是非常罕见的,故对这种雷电过电压此处不再分析。
应当指出,上面的感应过电压、雷击导线过电压、雷击塔顶过电压的计算公式都没有考虑绝缘子串的运行电压,亦即导线的运行电压.对220 kV及其以下的线路来说,运行电压所占比重不大,一般可以忽略。但在超高压线路中,随着电压等级的提高,工作电压不应再被忽略,有人建议至少应按照导线运行相电压峰值的一半来考虑,且电压极性与雷电流极性相反。因为任何时刻都至少有一相导线运行在与雷电流相反的极性下。如果按照统计法计算,则雷击时的导线工作电压瞬时值及其极性应作为一个随机变来考虑。但这些还都没有列入电力行业的相关规程中。
五、雷击跳闸率
当雷闪放电造成线路产生雷电过电压时,若雷电流超过相应情况下的耐雷水平,则导致线路绝缘发生闪络。但雷电过电压的持续时间极短,只有几十秒、高压开关还来不及跳闸.只有当冲击闪络后的闪络通道发展成稳定的工频电弧时才会导致线路跳闸。这些过程都有随机性。因此工程中除耐雷水平外.还采用雷击跳闸率作为一个综合指标,来衡量线路防雷性能的优劣。我国电力行业标准DL/T 620 1997给出了一般上壤电阻率地区有避雷线线路的耐雷水平和雷击跳闸率数值.见表2.
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表2 架空输电线路典型杆塔的耐雷水平及雷击跳闸率
电力系统中将电源避雷器分为高压和低压两种.其技术要求和指标如下:
一、高压避雷器验收技术要求和指标
A.避雷器型号:检查是否按设计要求安装相应的避雷器。要求3-10 kV配电变压器。采用阀式避雷器?;?型号有:FS,FZ阀式,FCD,FCZ磁吹式,GB管式).
B.安装位置:要求每相线上安装一只阀式避雷器;也可两相装阀式避雷器,一相装保护间隙或三相均用?;ぜ湎?避雷器应并列安装在同一直线上并保持垂直.支架牢固。
C.拉紧绝缘子串受力:拉紧绝缘子串必须紧固,弹簧应能伸缩自如.同相各拉紧绝缘子串的拉力应均匀。
D.器件外观:避雷器外部应完整无损,封口处密封良好,器件的铭牌应位于易观察的同一侧,油漆完整,相色正确。
E.倾斜角度:阀式避雷器必须垂直安装.排气式避雷器应倾斜安装,其轴线与水平方向夹角不应小于15°;无续流避雷器不应小于45°;装于污秽地区时,应加大倾斜角度。
F.绝缘垫:放电计数器密封良好,绝缘垫子及接地良好,牢靠。
G.接地电阻:避雷器应用短的接地线接地,并与绝缘子铁脚、变压器接地连接.接地电阻值R≤5欧姆.
二、低压防雷器验收技术要求和指标
A. 防雷器型号:检查是否按设计要求安装相应的防雷器.检查通流量是否符合指标数据及防爆要求。根据IEC的规定,防雷器的选择应根据雷电流分配原理确定各级防雷器通流量的大小.在可能被直击雷击中的线路上,采用10/350 雷电流波形测试表示其通流能力的防雷器.在不可能被直击雷击中的线路上,采用8/20雷电流波形测试表示其通流能力的防雷器.
B.安装位置及?;さ燃?要求多级防护.每级防护器件安装位置为:
级:应安装在架空线和埋地电缆的连接处,或安装在总配电柜(屏)架上。
第二级:要求安装在楼层的配电箱(柜)_上。
第三级:要求安装在被?;ど璞盖岸说呐涞绻翊蛏璞复?。
三、接地电阻:
接地线共用接地时,R≤4欧姆,单独接地时,R≤5欧姆。根据防雷器所处位置,接地线应采用≥6mm2(LPZ1与LPZ2区处交界处)或16mm2(LPZ-PB区与LPZ1区交界处)以上的多股或单股铜芯线,并尽量短。
四、状态显示:
检查器件工作状态是否正常,观察状态显示窗口或按下号显示按钮,窗口或发光二极管为绿色时为正常,红色为不正常,重要场所应选用带有声光报替装置的SPD.
五、漏电流和启动电压:
用防雷元件测试仪检测所需安装的防雷器的漏电电流、启动电压值是否符合出厂时的检测结果,是否符合设计要求。
茂名电白温州盾开电气有限公司位于浙江省温州市乐清经济技术开发区,交通十分便利。我厂从事 电涌保护器,信号隔离器的研发、生产、施工。通过多年来的不断创新和发展,产品已形成高品质的 电涌?;て?信号隔离器系列,更有一支的技术队伍和生产队伍。我厂产品质量稳定、信誉良好。我厂始终坚持诚信务实的经营宗旨,把客户的要求放在重要位置,以优质的产品、完善的服务与各界新老朋友真诚合作、共同发展、共创辉煌!
导言:
该专利产品为B+D复合型设计,既具有B类(T1,一级)浪涌?;て?span style="font-size:14px;font-family:Arial, "Microsoft YaHei", 宋体;font-weight:400;color:#333333;font-style:normal;background-color:#ffffff;">的能量防护级别,又具有D类(三级)浪涌?;て鞯南煊λ俣群偷偷缪贡;に剑视糜诜览谆肪扯窳?,但设备耐压较低的环境,对用电设备能起到的保护效果。同时该产品满足国标GB50057-2010对建筑物电气系统一二三级防雷各个位置的防雷参数要求,安装在总配电柜或末级机房配电柜均能满足标准及使用要求。
一、主要性能特点:
1、选型方便、验收无忧:
目前建筑物电力系统的浪涌?;て餮槭罩饕遣榭吹缭醋芘涞绻窦澳┘杜涞缦淠诎沧暗睦擞勘;て鞑问欠穹瞎暌螅?/span>
1.总配电柜需安装T1试验浪涌保护器,主要参数需满足Iimp≥12.5kA,Up:≤2.5kV.
2.末级配电柜需安装Up≤1.2kV的浪涌?;て?
该产品参数同时满足总配电柜及末级配电柜浪涌?;て餮槭盏乃幸?,
选型时无需再考虑浪涌?;て鞯耐魅萘?、保护水平等参数,按三相/单相选择4P,3+NPE,3P,2P即可,各个位置均可使用,均满足国标及气象局防雷验收要求。
主要型号列表:
型号 适合供电系统 主要参数 尺寸(mm) AM-L/N-4P TN-S系统 Uc:320V,Iimp(10/350μs):12.5kA,Up:1.2kV,4P 97 * 144 * 65 AM-L/N-3P+N TT系统 Uc:320V,Iimp(10/350μs):12.5kA,Up:1.2kV,3P+N 97 * 144 * 65 AM-L/N-3P TN-C及IT系统 Uc:320V,Iimp(10/350μs):12.5kA,Up:1.2kV,3P 97 * 108* 65 AM-L/N-2P 单相供电系统 Uc:320V,Iimp(10/350μs):12.5kA,Up:1.2kV,2P 97 * 72 * 65
2、B+D复合型设计,通流量大、残压低,?;ばЧ茫?/strong>
目前配电系统的防雷设计,一般都为多级防雷设计:在总配电装级浪涌?;て?B级),在分配电柜装第二级浪涌?;て鳎–级)、在终端精密设备前安装第三级浪涌?;て鳎―级)。采用多级防护的主要目的就是为了即能满足大通流容量的要求,又能满足低于设备耐压水平的残压要求;
级浪涌?;て鳎河δ艹惺芫蟛糠掷椎缌?一般选择T1(10/350us)测试产品,通流量Iimp:≥12.5kA,,?;に健?.5kV;
第二级浪涌?;て鳎合拗粕璞付说牟杏嗟缪梗庇爰独擞勘;て髋浜?,泻放残余的雷电流一般选择T2(8/20us)测试产品,通流量In:20kA,Imax:40kA。
第三级浪涌?;て? 将残压限制到设备耐受水平以下,一般选择T2(8/20us)测试产品,通流量In:10kA,Imax:20kA,Up:≤1.2kV,
配置三级浪涌?;て餍枰沧霸诓煌奈恢茫伊郊独擞勘;て髦溆芯嗬胍螅篏B50057《建筑物防雷设计规范》中规定“在一般情况下,当在线路上多处安装 SPD 且无准确数据时,电压开关型 SPD 与限压型 SPD 之间的线路长度不宜小于 10m,限压型 SPD 之间的线路长度不宜小于 5m?!?/span>
而在实际的防雷设计中,往往因为安装空间等因素达不到三级防雷设计要求,这时可以选用B+D复合型浪涌保护器 ,该产品能承受一级浪涌?;て鞑馐圆ㄐ危?0/350us),满足国标GB50057-2010对一级浪涌保护器的通流量的要求,Iimp≥12.5kA,在满足一级浪涌?;て魍髁康那榭鱿?,该产品的低残压设计能满足末级设备的防护要求,Up:≤1.2kV
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