负角保护是什么?是在线路避雷上应用的

负角保护是什么?是在线路避雷上应用的
负角保护是什么?
是在线路避雷上应用的

负角保护是什么?是在线路避雷上应用的
2.1 雷击故障类型
对于110 kV及以上电压等级的输电线路,直击雷是线路的主要危害.直击雷有反击和绕击两种形式.雷击造成输电线路事故一般有3种情况：
接地电阻超标,造成输电线路耐雷水平降低,此时雷击避雷线或塔顶,杆塔电位升高引起反击使线路跳闸；
接地电阻合格,但是由于雷电流太大,超过了线路设计的耐雷水平,此时雷击避雷线或塔顶,反击使线路跳闸；
雷绕击到线路,使线路跳闸.
运行经验证明,雷击发生在避雷线的档距中间,且与导线发生闪络引起跳闸的情况是极罕见的,可不予考虑.
2.2 雷击故障类型判据
大量的计算和运行情况表明,对于110～220 kV线路,绕击与反击均是危险的.
若同杆三相或同杆两相同时发生雷击闪络,应分析为是反击闪络,因为绕击不可能造成多相同时闪络.若相邻杆塔非同一相同时雷击闪络,也应认为是反击闪络.
水平排列的导线,若中相发生雷击闪络,则一般认为是反击闪络,因为雷电直接击中导线的概率是很小的.
反击和绕击的特点见表2.
表2 反击和绕击的特点比较
3 接地电阻值和保护角的规定
按规程规定,接地电阻应符合表3标准.
表3 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻
杆塔上避雷线对边导线的保护角,一般采用20～30°,220～330kV双避雷线线路,一般采用20°左右.表3为有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻.
新建220kV及以上电压等级的线路,应结合线路路径坐标,进行沿线宽度为1km的雷电参数分析,并根据分析结果确定线路保护角：对于全线年落雷总数1000次以上的500kV和220kV线路采用负保护角；对于全线年落雷总数为500～1000次的500kV线路采用5°以下的保护角,220kV线路采用10°以下的保护角；对于全线年落雷总数为500次以下的500kV线路采用10°以下的保护角,220kV线路采用15°以下的保护角.
4 35kV雷击跳闸数据统计
2004～2007年,大兴地区35kV输电线路雷击共有11次,重合出11次,重合成功率100%.由于35kV大部分无避雷线,遭受的都是直击雷或感应雷,而且由于绝缘子片数少,绝缘强度低,遭雷击后,往往出现一基多相闪络造成线路跳闸,甚至导致导线断股.
表4、表5、表6分别为大兴地区雷击故障统计、绝缘子类型统计、地形统计.
表4 雷击故障类型统计
表5 按绝缘子类型统计
表6 按地形统计
5 35kV线路耐雷水平分析
35kV线路绝缘水平低,且线路杆塔一般没有作接地,故35kV线路耐直击雷和感应雷的水平都较低.
由于35kV线路基本上不全线架设避雷线,因此雷电直击线路的可能性较大.
35kV线路应该以提高雷击跳闸后的重合成功率为主要防雷措施,即“以疏为主”.
6 常规防雷措施分析
6.1 降低杆塔接地电阻
输电线路分布广、沿途地形复杂,必须做好输电线路杆塔接地电阻的普测工作,掌握不同地形、土质的接地电阻的超标情况和接地装置的腐蚀情况.
由表7可见,随着杆塔接地电阻的降低,线路的耐雷水平明显提高,因此降低杆塔的接地电阻有显著的防雷效果.
表7 各种电压等级线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系
降低杆塔接地电阻的方法有采取重埋接地网、增加接地极、增加接地面积等方式.还可以采用降阻剂、非金属接地体模块、离子接地系统等方式.
6.2 安装线路避雷器
理论计算分析和实践都证明,将线路避雷器应用到雷电活动强烈或土壤电阻率高、降低接地电阻有困难的线路段,可以较大地提高线路的耐雷水平.安装线路避雷器对降低反击及绕击均能起到较好的效果.
一般而言,考虑安装线路避雷器的地点大致为：
·供电可靠性要求特别高而雷击跳闸率居高不下、采用一般措施仍降不下来,而雷击点又为随机分布的线路,经过技术经济比较后,可考虑全线安装线路避雷器；
·运行经验表明的易击段,经仔细分析后,可安装线路避雷器,但要进行计算,以确定合理的安装方案；
·山区线路杆塔接地电阻超过100Ω,采取一般降阻措施,接地电阻仍降不下来,且发生过闪络的杆塔；
·变电站出口线路,接地电阻过大的杆塔.
安装线路型避雷器只能有效保护本基杆塔,成本较高,施工工期长,需要停电,需要运行维护.
6.3 绝缘子并联放电间隙“疏导型”防雷
绝缘子并联放电间隙“疏导型”防雷,这种方式主要是借鉴国外成功运行经验,可应用在以提高重合成功率为主要目标的35kV线路防雷治理上,在110kV线路上也可以有选择的安装.
安装防雷放电间隙,主要是在绝缘子串两端并联一对金属电极（又称招弧角/引弧角）,构成保护间隙,通常保护间隙的距离小于绝缘子串的串长.架空线路遭雷击时,绝缘子串上产生很高的雷电过电压,但因保护间隙的雷电冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压,故保护间隙首先放电.接续的工频电弧在电动力和热应力作用下,通过并联间隙所形成的放电通道,被引至招弧角端部,固定在招弧角端部燃烧,从而保护绝缘子免于电弧灼烧.
6.4 架设避雷线,减小保护角
避雷线是线路中普遍采用的防雷装置,它能降低线路绝缘所承受的过电压幅值,当雷电直击于线路时,线路避雷线将雷电流引入大地.
通常将避雷线与外侧导线的连线和避雷线对地垂直线之间的夹角α称为保护角.
雷云放电将引起线路感应过电压Ug,Ug与主放电电流幅值I及挂线高hd成正比,与雷击点的距离成反比.
架设架空地线要求该线路杆塔必须具备架设条件,且架设后保护角应符合规程要求.
7 大兴地区35kV线路防雷改造方案
大兴地区35kV线路雷击故障较多的线路,有天邢线、小榆线、礼南线、瀛忠线等4条线路.根据线路的运行状况和实际条件,确定其防雷改造方案.
应对所有35kV线路避雷线进行接地治理,改造不合格接地网.改造接地网时,以重埋接地网方式为主.
天邢线全线为铁塔线路,且具备加架空地线条件,对其进行加装架空地线,并确保保护角符合要求.
小榆线、礼南线雷击位置相对固定,拟采取加装线路避雷器措施.
瀛忠线采取全线加装放电间隙措施.
输电线路防雷是一项长期的工作,需遵循“因地制宜、综合整治”的基本方针.同时线路防雷工作应综合使用经验成熟的技术,并适当考虑应用新技术和新设备.