[實(shí)用新型]一種抑制輸電線路雷擊時(shí)鐵塔塔頭過電壓的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822026688.7
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN209344514U
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔曉峰;方玉群;姜文東;虞馳;張健;江道灼;趙俊杰;賀燕;王斌
• 申請（專利權(quán)）人: 金華八達(dá)集團(tuán)有限公司科技信息分公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司金華供電公司;浙江大學(xué);國網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號: H01T19/04
• 分類號: H01T19/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本實(shí)用新型涉及電力工程輸電線路的高壓防雷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種抑制輸電線路雷擊時(shí)鐵塔塔頭過電壓的裝置。一種抑制輸電線路雷擊時(shí)鐵塔塔頭過電壓的裝置，包括安裝在鐵塔頂部的同軸式架空電纜線、同軸電纜引下線、設(shè)置在鐵塔底部的地面避雷器和設(shè)置在鐵塔底部地下的接地網(wǎng)，所述的同軸電纜引下線的一端連接在同軸式架空電纜線上，所述的同軸式電纜引下線的另一端與地面避雷器連接，所述的地面避雷器與接地網(wǎng)電連接。本實(shí)用新型能夠減少雷擊時(shí)發(fā)生跳閘事故和反擊事故。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力工程輸電線路的高壓防雷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種抑制輸電線路雷擊時(shí)鐵塔塔頭過電壓的裝置。

背景技術(shù)

近年來，由于雷電活動日益增強(qiáng)，線路因雷擊而引起的事故日益增多，對線路的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅，嚴(yán)重影響送電線路的供電可靠性。目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設(shè)在鐵塔頂端的架空地線，其運(yùn)行維護(hù)工作中主要是對鐵塔接地電阻的檢測及改造，由于其防雷措施的單一性，無法達(dá)到防雷要求。由于雷擊強(qiáng)度大，當(dāng)雷電流超過鐵塔耐雷水平時(shí)，該鐵塔的絕緣子串就要發(fā)生閃絡(luò)，引起線路跳閘，這是線路跳閘的要因。

1、現(xiàn)有避雷線防雷技術(shù)中存在的問題：

根據(jù)中國電力科學(xué)研究院高壓研究所李培國教授的觀點(diǎn)以及原蘇聯(lián)學(xué)者的觀測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雷電擊中輸電線路的檔距中間部位的避雷線時(shí)會引起避雷線——相導(dǎo)線間隙擊穿放電，進(jìn)而引起線路跳閘，而采用避雷線負(fù)保護(hù)角并不能避免這種放電發(fā)生。并認(rèn)為這是高壓輸電線路雷擊跳閘產(chǎn)生的主要原因。

由以上分析可認(rèn)為：現(xiàn)有避雷線均為以鋼絲線，一般型號為GJ-90～120mm²，根據(jù)“電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊”可知：

單導(dǎo)線的正序電抗計(jì)算方法：

X₁的單位是Ω/km

上二式中，μ為導(dǎo)線材料的相對導(dǎo)磁率，對于鋁A1導(dǎo)體μ＝1，對于鋼鐵μ＝2000～4000，f為頻率；Hz；雷電流的f＝10⁵Hz～10⁶Hz；而工頻電源f＝50Hz，Dm為相導(dǎo)線間的幾何均距；dab、dbc及dca分別為三相導(dǎo)線間距離；r為導(dǎo)線的半徑；re為導(dǎo)線的有效半徑。

由以上分析可知，當(dāng)雷擊避雷線上時(shí)由于鋼絲導(dǎo)線每公里長度下所產(chǎn)生的電抗值為：

X_L≈0.0001πμf/Ωkm，若取μ＝2000，f＝5×10⁵Hz時(shí),

X_L＝10^-4×3.14×2×10³×5×10⁵＝3.1410⁵Ω/km

當(dāng)檔距為400M，1/2檔距長度下的電抗為X_L1＝0.2×3.14×10⁵＝6.28×10⁴Ω，這個(gè)阻抗值為非常高的阻抗，倘若雷電流為30KA時(shí)，則在避雷線上積累的電壓為，根據(jù)歐姆定律U＝IR＝U＝6.28×10⁴×30KA＝1.88×10⁶KV，如此高的電壓，基本上可以將避雷線與相導(dǎo)線之間的空氣間隙擊穿，從而引起跳閘，這也是雷擊發(fā)生經(jīng)常性短路擊穿跳閘故障的理論計(jì)算的原因所在。

2、關(guān)于雷擊線路上鐵塔反擊的問題

雷擊輸電線鐵塔頂部后將會引起反擊，塔頂電位Utop可由下式計(jì)算：

其中Ri為鐵塔沖擊接地電阻，鐵塔總電感用Lt表示，表示雷電流陡度：β為分流系數(shù)由上述式中可見，塔頂電位Utop由兩部分組成，第一項(xiàng)為由鐵塔沖擊電阻引起；第二項(xiàng)是雷電流的變化在鐵塔電感上感應(yīng)的電壓。