35kV终端杆塔装避雷针的可行性分析.pdf

设备管理
35k∨终端杆塔装避雷针的可行性分析
杨自广(长庆油田分公司水电厂,陕西西安710201)
摘要:雷电侵入波严重影响变电站安全运行,通过实际计算,对35kV线路进出线档的防雷保护进行分析,探讨在终端杆塔装设
支5m高的避雷针,与变电站内独立避雷针共同实现进出线档联合保护的可行性。
关键词:终端杄塔;避雷针;防雷;联合保护
对于35kV线路,一般不宜将输电线路的地线接入门型架,
靖北变接带35kV线路两回,该地区土壤电阻率经测试为
若此段线路受到直击雷雷击,雷电侵入波陡度大,将对变电站146.17692·m。进线保护段为2-3km单根避雷线,避雷线终止于
设备造成极大的损坏。靖北35kV变电站地处陕北黄土高原地终端杆塔。对两回线路进出线档的防雷保护进行分析,发现
区,自然条件恶劣,夏季雷电活动频繁,35kV输电线路点多面条35kV未在变电站内避雷针的保护范围内。规程规定,土壤
广,遭受雷击概率大,因此,对于靖北35kV进出线档的防雷保电阻率小于5002·m的地区,终端杆塔避雷线可引至龙门架,但
护十分重要
必须装设集中接地装置。从经济性角度考虑,提出在该线路终
端杆塔装设一支5m高的避雷针,与站内避雷针实现进出线档
1防雷现状分析
的联合保护。
因线路地理范围广,雷击输电线路的次数远多于雷击变电
站,所以沿线路侵入变电站的雷电侵人波较为常见。虽然现变2计算模型
电站都安装了站内独立避雷针,但由于输电线路绝缘子串50%2.1等值电路
冲击放电电压,即输电线路绝缘水平比变电站内变压器及其它
在35kV线路终端杆塔(A型杆)装设一支5m高的避雷针
电气设备的冲击绝缘水平要高很多,雷电波易沿线路侵入,影后,采用集中参数等值电路来分析计算,雷击塔顶避雷针时的
响整个系统的安全运行。
等值电路,如图1所示。
主
R
图1雷击塔顶避雷针时的等值电路
万方数据
2017年05月化置173
设备管理
其中,lーー总雷电幅值,kA:ib--流经避雷线的电流,kA:绝缘子串会发生杄塔对导线放电导致的闪络,即反击。
gt一-流经终端杆塔的电流,kA;Iは--终端杄塔的等值电感,
H;Lb-杆塔避雷线的电感,H;Rch终端杆塔的冲击接地电3可行性分析
阻,2;igt=βil,β为分流系数,雷击杆塔时,一部分电流会经过避
线路终端杆塔为A字型水泥电杆,有拉线;塔高hgt=15.5m,
雷线从其它杆塔入地。对于一般高度的杆塔,β可由杆塔电感横担高度=12.5m,避雷线平均对地高度hb=13.5m,导线平均
g与冲击接地电阻Rch串联后再并联避雷线的电感山进行对地高度hc=8.7m,工频接地电阻为R=621参考相关资料,取雷
计算
电流1=15kA,杆塔等值电感平均值取0.42H/m,取分流系数
2.2塔顶与横担电位
8=0.9,耦合系数k0=0.25,耦合系数的电晕修正系数k1=1.15,冲
设雷电流波头为斜角波,幅偵为A,波头长度为2648,击接地电阻系数取0.7。将数据代入公式(6),计算可得:
则其陡度为/2.6,塔项的电位为
Uj=882kv
Utop=Rch igt +4gd/6(R chi+lh s
昭
由计算结果可知:当杆塔的冲击接地电阻Rch=4.292时,雷
将 dl/dta=I/2.6代入,则杆塔顶电位幅值为:
击杆塔避雷针时,线路绝缘子中上承受的电压幅值远远大于其
up=BRd+“)(2
50%冲击放电电压350kV,将产生反击。故在不采取任何措施
的情况下,不能在终端杆塔上装设一支5m高的避雷针尖。
则横担电位幅值为:
若要在终端杆塔上装设一支5m高的避雷针尖,而又不产
Uh=B/R ch+ghh
生反击,根据现有条件,可以考虑降低终端杆塔的冲击接地电
2.6h
式中:hhー-横担高度hgtー-杆塔高度。
阻,根据公式(6),其计算公式为:
050%_hh
2.3导线电位
R
z
p0-
在分析雷电过电压时,对220kV及以下线路可忽路导线上
(1-k)B
的工作电压。雷击塔顶后,塔顶电位升高,由于避雷线与塔顶
从计算公式可以看出,不管冲击接地电阻多小,即使为0,
相连,避雷线也且有与塔顶相等的电位,由于避雷线与导线之当雷击于终端杆塔避雷针后,都将引起反击。所以,在该线终
间的耦合作用,在导线上将产生耦合电位kUop,该电位分量与端杆塔避雷针,虽然能够实现与站内独立避雷针联合保护进出
雷电流极性相同。k为考虑电晕影响的导线与避雷线的耦合系线档线路,但是雷击概率増加,一旦被雷击,将引起绝缘子闪
数,雷击时,避雷线上的电位较高,将出现电晕,耦合系数将变络,造成短路跳闻事故
电为原来的k倍,即k=ko,k为考虑电晕效应时的修正系数
ko为导线与避雷线间的几何耦合系数。
4结语
在发生雷击杆塔主放电时,导线上还存在感应电位,该电
通过分析,不能采取在靖北变该35kV线路终端杆塔上装
位分量与雷电流极性相反,即:U=ch-A0的)(4)
设避雷针与站内独立避雷针实现进出线档联合防雷保护,否
式中:@一感应过电压系数,a=l/2.6:h--避雷线平均对地在雷击杆塔时会引起雷电反击,引起线路短路跳闸事故,并对
高度;h-导线悬挂的平均对地高度。
变电所内的设备绝缘产生威胁,影响变电所的安全运行
耦合电位和感应电位共同组成导线上总的电位值为:
Ud=Kutop-ahc(1-k0)(5
参考文献
2.4线路绝缘上承受电压
[]穆建军.对于35kV线路终端杆塔上装设避雷针问题的
线路绝缘两端电压U等于横担电位U减去导线电位U
商榷J]
根据(2)、(3)、(5)式,即
[]孙正来,余传兵,变电站35kV终端塔顶安装构架避雷针
U-uh-ud=//4-A)BR ch +(h. -l6 +a-40 HA) hci
的可行性分析J
(6
he2.6
作者简介:杨自广(1973-)男,汉族,河南省清丰县人,电气工程
如果作用于绝缘子串上的电压超过其50%冲击放电电压,师,主要从事油田电力运行维护管理工作。
174方分最稀2017年05月