避雷器安装技术方案.doc

6KV配电线路防雷技术方案
一、问题的提出
大通矿区近几年由于雷电走势的变化，使得该地区成为雷电袭击高发区，水电公司所辖的矿区各6KV配电线路，其防雷效果比较薄弱，基于此原因，频繁发生雷击故障。随着矿区生产对供电可靠性不断提高，从技术上增强电网防灾能力势在必行。
二、目标
通过对小电流接地系统雷击特点的研究，结合目前各级电网的防雷措施，寻找安全经济效率最佳的防雷方案，最大限度的减少6KV配电网受雷击形成永久性故障的概率，从而解决目前6KV配电网雷击事故率高的问题。
三、方案论证
根据现场查看和结合电网运行经验，防雷方案采用加密避雷器技术。
1、雷击产生的过电压对线路的影响
（1）在6KV配电线路附近产生雷击过电压的情况
感应过电压的幅值ug:与雷击主放电电流的幅值Ig成正比；主放电电流大，感应过电压就高；和雷击地面点距导线的距离成反比：离得越远，感应越弱；与被感应线路导线离地面高度成正比：即使同样的感应电荷，当导线离地面越高时，感应过电压越大。实际测量结果证实，当直接雷击点距线路的距离S＞50m时，由于线路吸引，在线路上感应过电压的幅值μg可近似地按下式求得： ug=25Igha/s(kv)
式中：Ig—雷电流幅值（kA）
ha——导线悬挂的平均高度（m）
由于雷击点的自然接地电阻都非常大，所以最大雷击电流可采用Ig≤100kA，感应过电压一般不会引起闪络。
（2）雷击杆塔或线路附近避雷针（线的情况）
当雷击杆塔时雷电流将经过杆塔及接地电阻流入大地，这时空中迅速变化的电磁场将在导线上感应出符号相反的过电压。在无避雷线线路，这一感应过电压的最大值可用下式计算 ug=aha(kv)
式中：a—系数，其值等于以kA/μs计的雷电流平均陡度：
ha——导线悬挂平均高度（m）。指对一般高度的线路而言。
对于矿区6KV配电线路，雷击杆顶超过绝缘子耐雷水平时，绝缘子会发生闪络，杆顶对导线放电，由于工频电流很小，不能产生稳定电弧，原则上不会引起线路跳闸，还能安全送电，只有当一相发生闪络后，在向第二相发生反击，导致两相绝缘子闪络，形成相间短路，才会出现较大的短路电流，引起线路跳闸。对于此类情况，只能采用安装避雷器的方式才能解决。通过分析认为，选用加密安装避雷器。
2、加密安装氧化锌避雷器。按照雷电波的传输速率和传输衰减率及过电压计算的要求，通常雷电流用斜角波代表，即上升时间为2.6μs，当雷电流作用于导线，沿导线传输到绝缘子上时，会变成冲击电压波作用，冲击电压波通常用1.2/50μs的波形表示，设绝缘子在冲击电压最高值时发生闪络，则存在上升时延现象，即1.2μs。雷电波传输以光速传播c=300m/μs，则简单估算保护档距可确定为1.2*300=360m.据此，6kv配电线路避雷器的保护距离应按照300-360mm进行选择，即每5基电杆加装一组氧化锌避雷器。 在避雷器选型上我们考虑到避雷器应具备以下特征：
1、具备完全的防雷功能，即对雷陡波雷电幅值同样有限压保护作用。
2、防雷保护作用不会造成电网接地故障和相间短路故障；
3、防雷保护作用不应有短路电流或工频续流等工频能源浪费；
4、动作特性应具备长期运行稳定性，免受暂态过电压危害；
5、应具有连续雷电冲击能力。
6、能附带脱离器便于监查运行情况，当避雷器失效或故障时自动退出运行，避免造成更大损失和事故。

35KV新煤输电线路避雷改造技术方案
按照防雷要求，35KV输电线路进线段一般架设1-2km架空地线，以削弱雷电波的幅值和陡度。但由于线路中段无可靠的防雷设施，在线路高峰段安装两组独立等高避雷针进行直击雷的防护，独立避雷针装设独立的接地装置。并更换安装复合绝缘子加强线路绝缘。雷电的侵入波就是靠线路避雷器进行防护的，但我们不会在一个地方安装多个避雷器，而是靠距离来“不断”削减侵入波的幅值，最后达到变压器等设备能够承受。
由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔，这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感应过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上安装复合绝缘子和增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。采用冲击闪络电压较高的复合绝缘子来降低雷击跳闸率。雷电的侵入波就是靠线路避雷器进行防护的，但我们不会在一个地方安装多个避雷器，而是靠距离来“不断”削减侵入波的幅值，最后达到变压器等设备能够承受。
传统避雷针实际是通过引雷到自身来保护其保护半径内的其他设备不受直击雷危害。下面就在其线路不同安装地点的保护范围和防雷害能力进行分析。
（1）避雷针在地面上的保护半径，应按下式计算：r=1.5hp
式中：r—保护半径，m:
h—避雷针的高度，m:
p—高度影响系数。
h≤35m; p=1; m＜h≤120m; p=5.5/;当h＞120米
时，取其等于120m。
在被保护物高度hx水平面上的保护半径应按下列方
法确定。
当hx≥0.5h时：rx=(h-hx)p= hap (4)
式中：rx—避雷针在hx水平面上的保护半径，m;
hx—被保护物的高度，m;
ha—避雷针的有效高度，m。
当hx＜0.5h时：rx=（1.5h-2hx）p (5)
由于考虑线路避雷针安装于杆头的稳定性，避雷针本体一般高度仅为h0=5-6m（从杆顶算起），针对保护对象导线，其有效高度ha为本体高度h0加上导线至杆顶距离。无架空避雷线段线路加设避雷针，架设双根避雷针保护，两支避雷针，其高度都等于h，其保护范围按下列方法确定：
（1）两针外侧的保护范围应该按单支避雷针的计算方法确定。（以上已经列出）
（2）两针间的保护范围应按通过两针定点及保护范围上部边缘的最低点的圆弧确定，圆弧的半径为R0，0点离地面高度为h0 ,计算方法如下：h0=h-D/7p （1）
式中：h0—两针间保护范围上部边缘最低点的高度（m）；
D—两避雷针间的距离（m）；
P—高度影响系数;
h—避雷针高度（m）。
两针间bx水平面上保护范围一侧的最小宽度可按下式进行计算，精确数据从有关规程查取。
bx=1.5（h0- hx） （2）
两针间距离D与针高h之间比D/h不宜大于5