1.引言
無論國內或國外,在配電線路上,現(xiàn)在都已廣泛地應用了絕緣導線。可以說,配電網的絕緣化,已是一項成熟的技術。
但是,絕緣導線在應用過程中,也出現(xiàn)了一些新的問題。其中,最為突出的問題,是遭受雷擊時,容易發(fā)生斷線事故。據有關資料的統(tǒng)計,浙江地區(qū)到2004年為止,雷擊斷線事故與雷擊跳閘事故約為395次:上海地區(qū)使用絕緣導線以來,已造成近百起雷擊閃絡事故。國外也有資料介紹雷擊斷線事故約占總雷擊的96.8%,日本的資料表明,雷擊斷線事故約占配電網絕緣事故得36.8%。
以上一些統(tǒng)計資料表明:雷擊斷線事故,是應用絕緣導線中最突出的一個嚴重問題,這引起國內外防雷工作者們的廣泛注意,并積極開展對等試驗研究工作,并找到許多有效的防治措施。
2.線路防雷的基本常識
2.1雷電的危害性
雷電引起的過電壓,叫做大氣過電壓。這種過電壓危害相當大。大氣過電壓可分為直接雷過電壓和感應雷過電壓兩種基本形式。? 雷電有下列危害:
(1)雷電的機械效應——擊毀桿塔和建筑,傷害人畜。
?。?)雷電的熱效應——燒毀導線、燒毀設備、造成火災。
?。?)電的電熱效應——產生過電壓,擊穿電氣絕緣、絕緣子閃絡、開關跳閘、線路停電或引起火災、人身傷亡等。
根據模擬試驗和運行經驗,平均高度為h米的線路將吸引寬度為5h的雷電擊中線路,所以線路的等值受雷寬度為10h。如果落雷密度Y-0。015次/km2?雷電日,線路經過地區(qū)年平均雷電日為T,則100公里長每年的落雷數:
N=r?10h/1000×100×T=Y?h?T??? 次/百公里?年
若T=40雷電日/年,則每百公里線路平均落雷次數
N=0.015×40×h=0.6h次/百公里?40雷電日
例如,10kv線路,平均高度h=8m線路長度一般小于50公里,平均每年受雷擊數:
N=0.6×8×50/100=2.4次
由此可見,配電線路若不采取防雷措施,是不能保證安全的
2.2線路防雷中常用的幾個概念
?。?)繞擊、反擊和感應雷
線路受雷擊后,絕緣子串二端電壓升高,會引起絕緣子串閃絡,根據雷擊點位置不同,引起雷擊閃絡的原因,基本上有下列三種:
① 雷擊線路附近的地面,在絕緣子二端產生電磁感應電壓,通常稱為感應雷過電壓。
?、?雷擊塔頂或塔頭附近避雷線,雷電流通過桿塔入地,桿塔電位升高,絕緣子串發(fā)生閃絡,當雷擊避雷線擋距中央時,地線電位升高,也可能引起導線、地線間的空氣間隙s閃絡。這兩種現(xiàn)在統(tǒng)稱為反擊。它們都是原來接地的物體(桿塔、避雷器),受雷擊后電位升高,反過來對原來是高電位的導線放電。
?、?雷繞過避雷線,擊中相導線,這種由導線電位升高所引起的絕緣子串閃絡稱為繞擊。
在高壓線路中,繞擊與反擊之和就是線路總的雷擊閃絡次數。繞擊和反擊時,
雷電直接流過桿塔或導線。因此,這時產生的過電壓又稱為直擊雷過電
?。?)絕緣子串的沖擊閃絡特性:
在雷的沖擊作用下,絕緣子串可能產生沖擊閃絡,
絕緣子串的予放電時間不同,其閃絡路徑也不同:tp>3μS 按最短空氣隔離閃絡:tp=1μS,放電沿絕緣子上瓷瓶:tp>1μS沖擊放電緊貼瓷裙,沿每一瓷裙的上下表面串級閃絡。
沖擊閃絡后,隨后建立的工頻短路電弧將沿沖擊電弧路徑發(fā)展,會在瓷裙上留下痕跡。