发布时间:2023-10-13 15:38:30
绪论:一篇引人入胜的防雷预防措施,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。
1.雷击给输电线路带来的危害性
我国国土幅员辽阔,地势复杂,高压输电线路分布广泛,各种无法预料的情况都有可能发生,遭受雷击事故也是无法完全避免的,当输电线路遭受雷击后很容易导致输电线路的绝缘子串发生闪络或线路断线,尤其是在交通不便的山区,一旦线路短路给工作人员的巡视工作带来很大压力,查找故障变得异常困难,每次事故巡视,不仅浪费财力、物力,而且加大了工作人员的劳动强度。近几年,雷击所引起的线路故障日益增多,这给线路的安全运行造成了严重的威肋。
2.雷害原因分析
输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道,导致线路绝缘击穿,这种过电压也称为大气过电压,可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道,从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷,因此雷击和接地装置的完好性有直接的关系。
输电线路基本受到直击雷电的影响,直击雷又分为反击和绕击,都严重危害线路安全运行。在制定防雷措施之前,应该对该地的主要雷击类型进行系统的把握,只有这样才能具体问题具体分析,使得制定的防雷举措合理有效。
同时反击雷也是一种常见的现象,它主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关,一般发生在绝缘弱相,无固定闪络相别,所以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻,加强绝缘,提高耐雷水平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压,主要与雷电流幅值,线路防雷保护方式,杆塔高度,特殊地形有关,主要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保护角,安装避雷器等。
经过电力工作者多年工作经验的积累和相关数据的研究,基本可以确定不同地形的雷击发生概率不同,而且雷击的具体种类也相应的有所差异,比如山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加,绕击率较高;平原,丘陵地区的线路则以反击为主。所以针对不同的地形也应该采取区别的防雷措施。
雷击现象的发生概率和发生类型是由多种原因导致形成的,只有进行实地的考察和具体数据的分析,才能基本的进行雷击类型和概率的确定,因此工作人员需要进行必要的实地考察。
3.输电线路防雷措施的原则
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段:输电线路受到雷电过电压的作用:输电线路发生闪络;输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;线路跳闸,供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段,现代输电线路在采取防雷保护措施时,要做到“ 四道防线”,即:
(1)防直击:就是使输电线路不受直击雷。
(2)防闪络:就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
(3)防建弧:就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
(4)防停电:就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
4.降低雷击跳闸率的技术预防措施
4.1架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时起着分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位,减小线路绝缘子的电压和降低导线上的感应过电压。
一般来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。标准规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,110kV线路一般也应全线架设避雷线,35kV线路不宜全线架设避雷线,一般在变电所的进线段架设1~2km的避雷线,同时按照要求做好杆塔的接地。
为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角尽量做得小一些,一般采用20°~30°。
4.2降低杆塔接地电阻
线路杆塔接地装置是输电线路的必要组成部分,对其进行安装是旨在确保雷电流顺利导入大地,从而使电力设备达到绝缘的效果,有效降低由雷击造成的线路跳闸现象,避免跨步电压造成的人员伤亡。线路杆塔接地应该首先调查杆塔所处区域的土壤电阻率,对土壤电阻率较低地区的自然接地电阻进行充分利用,如若杆塔所处区域土壤电阻率过高,无法有效降低线路杆塔的接地电阻值时,则应该通过使用降阻剂、增加地网辐射线、安装放射性接地体、延伸接地体或增大地网型号等多种方法来对接地电阻值进行有效处理,对杆塔与地网两点联结改成四点联结增加雷电流导入大地通道,使其满足输电线路正常运行的相关要求。
4.3增加杆塔绝缘
由于输电线路个别地段采用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。为提高线路绝缘,降低线路跳闸率,对丘陵高杆塔、大跨越及雷击频繁的杆塔我们常采用增加绝缘子片数或更换成防污瓷瓶(或更换成合成绝缘子)的方法以增加绝缘来提高耐雷水平。对检测出的零值、破损、雷击绝缘子及时更换。以确保其绝缘水平。用增加绝缘子片数或更换为大爬距的合成绝缘子的方法来提高线路绝缘,对防止雷击塔顶反击过电压效果较好,但对于防止绕击则效果较差,且增加绝缘子片数受杆塔头部绝缘间隙及导线对地安全距离的限制,因此线路绝缘的增强也是有限的。
4.4加装线路避雷器
加装线路避雷器以后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化,一部分雷电流从避雷线传入相邻杆塔,一部分经塔体入地,当雷电流超过一定值后,避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线,传入到相邻杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应作用,将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为,避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合作用将使导线电位提高,使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子的闪络电压,绝缘子不会发生闪络,因此,线路避雷器具有很好的箝电位作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
4.5装设自动重合闸
在一定的运行条件下,线路雷击跳闸是不可避免的,但应限制在一定范围内。由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。重合闸装置是作为线路防雷的一项重要措施,提高重合闸装置动作的可靠性,可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。
4.6架设耦合地线
西班牙PDC系列提前放电避雷针
1雷电的危害
1.1直接雷击的危害 是指雷云对大地某点发生的强烈放电,它可以直接击中设备
1.1.1雷电流的热效应及其危害。雷电流通过导体时,能使放电通道的温度高达数万度,在极短时间内将电能转换成大量的热能。雷击点的发热能量巨大,能够使温度达到6000℃以上的温度,从而造成施工设备烧毁甚至融化。
1.1.2 雷电的电效应及其危害。雷云对大地放电时,雷电流通过具有电阻或电感的物体时,因雷电流的变化率大(几十微秒时间内变化几万或几十万安培),能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,足以使电力系统的设施烧毁、导致可燃易爆物品的爆炸和火灾,引起严重的触电事故雷击还能够造成电效应和冲击波,雷击时雷电流通过通过施工设备产生电动力的破坏作用,雷电冲击波的迫害作用就跟爆炸时附近物体及施工设备、人所受到伤害。
1.1.3 雷电的机械效应及其危害:雷电直接击中施工机械设备,从而造成机械设备毁坏。
1.2雷击电磁脉冲的危及其危害
1.2.1 雷电的静电感应及其危害:雷云的静电感应是指带电的雷云接近地面时,对导体感应出与雷云符号相反的电荷,建筑物或设备顶部大量感应电荷不能迅速流入大地,从而产生很高的对地电压即静电感应电压,它可达到几万伏,能击穿数十厘米的空气间隙发生火花放电。
1.2.2 雷电的电磁感应及其危害:雷电发生时产生很大的雷击电流,又是在极短的时间内发生,在其周围空间里产生交变电磁场,不仅会使处在这一电磁场中的导体感应出较大的电动势,还会在附近的传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线等部位产生感应电流并侵入设备,使连接在线路中间或终端的设备遭到损害。
1.2.3 雷电的电磁脉冲及其危害雷电电磁脉冲:是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大,对建筑物、人身、以及车辆和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害,这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。
1.2.4 雷电反击:遭受直击雷的金属体(包括接闪器、接地引下线和接地体),在引导强大的雷电流流入大地时,在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上会产生非常高的电压,对周围与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差,这个电位差会引起闪络。在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压,这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电(又叫闪络)的现象叫反击。
2防雷技术
2.1接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。避雷针是一种主动式接闪装置,其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。
2.2接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地,良好的接地能够有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。接地是防雷系统中最基础的环节。
2.3均压连接就是接闪装置在捕获雷电时,引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置。金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时,所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。
2.4 分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地。分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气电子设备的关键措施。由于雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备,这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的,所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。采用分流这一防雷措施时,应特别注意避雷器性能参数的选择。
2.5 屏蔽屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。
3雷电对施工机械的危害及预防
3.1公路施工机械。公路施工是在露天环境下进行作业。在雷雨季节是雷电袭击的高发地区,雷电往往会对施工机械进行直接袭击,雷电电磁脉冲入侵并损坏路面摊铺机的微电控制装置。
3.1.1 在沥青混合料揽拌厂场安装避雷针装置由于沥青混合料搅拌设备及其配套机械集中在一个生产厂场使用,比较容易进行集中防雷,为此,在拌和厂场安装避雷针。避雷针的高度高于搅拌楼的最高点,达到有效的保护半径,防止雷电对任何一台作业机械直击。当雷电袭击时由避雷针及其引线经过接地网迅速将强大的雷电电流引入大地,防止雷电对机电系统的直击。
3.1.2 对路面摊铺机械电气控制装置装设过电压保护器由于路面摊铺机械是随时移动作业的,不可能集中避雷,而处在露天环境下的移动机械电气控制装置最容易受感应雷浪涌电压的入侵,例如沥青沥青摊铺机控制路面平整度和控制机械定位的压力传感器等就深受其害。为了保护这些控制灵敏度极高的机械微电子控制装置免遭感应雷浪涌电压入侵损毁,根据每台机械控制装置的不同构造特点,对其装设过电压保护器。
3.2 建筑物施工工地
建筑物施工现场,特别是高层建筑物的塔吊、龙门架、起重设备在雷雨季节的防雷尤其重要,在底部应做好防雷接地,并且与建筑物防雷接地共用接地系统,金属轨道顶部与建筑物防雷做等电位电气连接,在雷雨天气里,禁止作业,保证人员生命安全。
前言
雷电是一种大气中的放电现象。大气中的雷云在过程形成中,由于积累了大量的正负电子,当这些正负电子积累到了一定的程度并且发生碰撞后就会发生激烈放电现象。同时,伴有强烈的闪光和轰鸣声。这就是雷电形成的原因。因此,根据雷电的产生和造成危害的特点,可采取必要的预防措施,防止雷电给电力设施设备及人身安全造成危害。
1 雷电的种类及其危害
自然界中雷电按照其危害的方式分有;直击雷、感应雷及雷电侵入波。按其形状分有线型、片型及球型三种。雷电的危害就是雷电的破坏效应;主要有电效应、热效应和机械效应。当雷电发生时会产生数十万甚至数百万的冲击电压,而冲击能迅速击穿电力设施设备的绝缘保护造成电力线路短路而毁坏电力设备。甚至还会引起火灾和爆炸事故的发生。巨大的雷电电流通过导体,在极短的时间内能转换成热能使金属物体迅速熔化,产生火花,火花飞溅引起火灾和爆炸。遭到雷击的物体通过巨大的雷电流,能瞬间产生大量的热量,使物体内部的水分或其他液体迅速气化,以至物体剧烈膨胀而遭到破坏或爆炸。以上雷电发生的破坏是综合出现的,其中以伴有的爆炸和火灾的出现是最为严重的。
2 防雷装置
防雷电伤害的装置主要有;避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器等。完整的避雷置应由接闪器、引下线和接地装置组成。避雷针主要用来保护露天的变配电设备、建筑物和构筑物。避雷线主要用来保护电力线路。避雷网和避雷带主要用来保护建筑物。避雷器主要用来保护电力设施设备。避雷针、避雷线、避雷网及避雷带实际上就是接闪器,是用来接受雷击的金属导体。当发生雷电时,吸引雷电接受雷击放电。接闪器一般是采用圆钢或扁钢制成,所用材料尺寸应符合技术规定的要求。避雷线应采用截面积不小于35平方厘米的镀锌钢绞线。并且接闪器的保护范围可根据模拟试验及运行经验来确定。防雷装置的引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。也是采用圆钢或扁钢制成。接地装置主要是将雷电流通过接闪器及引下线泄入大地。接地装置制作时采用圆钢的最小直径为10mm、扁钢的最小厚度为4mm,最小面积为100平方毫米;角钢的最小厚度为4mm,钢管的最小壁厚为3.5mm。
3 防雷的安全技术措施
3.1 架空线路的防雷措施对于预防雷电的破坏,根据不同对象采取不同的防护措施
架空线路的防雷措施:采用装设避雷线,在架空线路上采用绝缘横担,绝缘子等来提高线路的绝缘能力。在三角形排列的顶线绝缘子上装设保护间隙,当顶线遭到雷击时,间隙被击穿同时对大地泄放雷电流。因为雷击放电,用电线路产生电电弧引发线路短路,使断路器保护跳闸,熄灭电弧。装设自动重合闸装置能在断路器跳闸后,当用电线路正常后自动恢复供电。同时装设避雷器和保护间隙用来保护用电线路的绝缘不被击穿。
3.2 变配电装置的防雷措施
安装避雷针可以用来保护变配电房,使其免遭雷击。避雷针位置应离变配电设施不小于5米的距离,避免雷击的过电流对变压器放电引起短路事故。在变配电装置的高压侧安装阀型避雷器和保护间隙能避免雷击放电时,产生的过电压和过电流沿线路侵入,而损坏变压器及配电设备。同样,在变配电装置的低压侧装设阀型避雷器和保护间隙能防止雷电波的侵入而击穿变配电设备的绝缘。高压阀型避雷器和低压阀型避雷器都是由火花间隙和阀电阻片组成,安装在密封的磁套管内。在正常情况下,火花间隙阻止线路工频电流通过。但雷电过电压的作用下,火花间隙被击穿,而向大地泄放过电流和过电压。氧化锌避雷器是由氧化锌电阻片组装而成的,在正常工作电压下呈绝缘状态,而在雷电的过电压下呈导通状态,同时向大地泄放雷电流。从而有效保护变配电设备的绝缘性能,避免雷电产生的过电压和过电流的破坏。氧化锌避雷器较多地并联在真空开关上,以及还用在输变电设备、变压器、电缆、开关、互感器等的雷击产生的过电压保护,限制载流过电压。保护间隙是最简单实用的防雷设备,常见的有两种角型间隙。保护间隙一般安装在高压熔断器的内侧。这样,在间隙放电时熔断器能迅速熔断,以减少断路器的跳闸,避免大规模停电事故的发生。
3.3 建筑物及人身的防雷措施