架空绝缘配电线路综合防雷措施的应用研究_上海兆邦电力器材有限公司_ ...
3.国内外对绝缘导线防止雷击断线和雷击跳闸的研究成果
3.1 绝缘导线雷击断线的机理分析
以前采用裸导线时,当受到雷击后(包括直接雷和感应雷),会引起线路闪络。此时,工频续流引起的电弧由于受到电磁力的作用,使电弧向导线落雷点的两侧迅速流动,雷电流经过开关、变压器等设备处的避雷器迅速流入大地,或在工频电流烧断导线之前,引起跳闸,因而很少发生断线事故。
但是,当绝缘导线遭受雷击时,情况就xx不同,雷电过电压引起绝缘子闪络,并击穿导线的绝缘层。而击穿点附近的绝缘物,阻碍了电弧沿着导线表面向两侧移动。因而,电弧只能在击穿点燃烧。高达数千安培的工频电弧电流集中在绝缘击穿点上,并在断路器跳闸之前很快就把导线熔断。
3.2 国内外防止绝缘导线雷击断线和雷击跳闸的防治措施
国内外对防止绝缘导线雷击断线进行了许多实验研究工作,介绍防止措施的资料是很多的,归纳起来,可以总结出以下一些主要措施。
(1)架设架空避雷线
利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路,是一种传统的有效方法。该方法的效果较好,而且可以免除维护,但缺点是:a)投资成本较高;b)防止绕击的效果较差,易使线遭受反击。
(2)安装氧化锌避雷器
采用氧化锌避雷器,可以有效地截断工频续流,限制雷过电压和配电线路的感应过电压。其缺点是:a)保护范围小;b)全线装设的投资成本较大(但人行道,大门口等地域根据有关规定不允许全线装设);c)必须剥开绝缘层,导致线芯浸水,有可能使导线内部的线芯受腐蚀;d)避雷器阀片长期承受工频电压,容易老化。
(3)安装线路过电压保护器
这种线路过电压保护器,相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。安装时,绝缘层不需剥开,在运行中,平时是不承受运行淡雅的,因而使用寿命较长,也可免维护。其缺点是:它仅能防护雷电过电压。
(4)使用钳位绝缘子
这是一种日本的方法。在绝缘导线固定处剥开绝缘层,架装引弧放电间隙与特别设计的金属线夹。当雷击闪络时,引发的工频续流在该金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧,直至被线路开关跳闸切断,从而避免xx绝缘子和熔断绝缘导线。该方法的效果较好,成本也不太高。其缺点是:当雷击闪络时,工频电弧要把电瓷伞裙烧蚀损坏,需及时更换绝缘子;安装时要剥开绝缘层,易使线芯进水,容易受腐蚀;要定制钳位金属线夹配套安装在各厂各规格的支柱绝缘子上,采购及施工较麻烦。
(5)使用穿刺式防弧金具
其原理为:将该金具安装在线路绝缘子附近负荷一侧(背离电源侧)的绝缘导线上,当雷电过电压超过一定数值时,在防弧金具的穿刺电极和接地电极之间引起闪絡,形成短路通道,接续的工频电弧便在防弧金具上燃烧,以保护导线免于xx。在单向供电的老线路上采用此产品效果较好,安装方便,造价相对低一些,而环网供电的线路则需二侧安装造成工程及费用增加和线路不简洁,鸟类较多地区易受侵袭接地。
(6)采用长闪络避雷器(LFA)
研究表明,对于中性点非直接接地的配电系统,当线路的工作电压与闪络路径长度的比值(即电场强度E,E=Uph/L)减小时,由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减小。利用上述的思想,俄罗斯学者提出了采用长闪络避雷器,解决配电线路绝缘导线的雷击断线问题。
     (7)加局部绝缘层的厚度
从许多绝缘导线遭雷击后断线的事故调研,发现了一个十分明显的规律:断线的部位,几乎全部都处于离开绝缘子(100-300)mm范围之内,如果在这局部范围内增加绝缘厚度,也可以防止击穿。但是,这个方法在实际工作中,不易实现。因而,该方法不为人们所采用。


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