CN101320906A - 一种降低高压输电线路防绕击旁路耦合地线的架设方法 - Google Patents

一种降低高压输电线路防绕击旁路耦合地线的架设方法 Download PDF

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杜忠东
张仲先
王城刚
潘秀宝
刘熙
闻集群
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Abstract

一种降低高压输电线路防绕击旁路耦合地线的架设方法，本发明涉及防雷技术，本发明的目的在于降低导线绕击率和降低安装成本的目的。本发明旁路耦合地线的架设位置平行于输电线路架设，其具体步骤：第一步：以输电线路导线和地线的击距为半径，分别以地线和导线为圆心划弧求得交点A；第二步：再以A为圆心，以第一步中同样的半径划弧，得到弧段BC；第三步：旁路耦合地线的架设高度不得低于第二步中所得到的弧段BC。本发明在旁路耦合地线上布置有防雷绕击短针，本发明逐塔接地，其接地网应与线路杆塔地网相互独立，接地电阻值控制在15Ω以下。

Description

一种降低高压输电线路防绕击旁路耦合地线的架设方法
技术领域
本发明涉及防雷击技术，具体地说是一种降低高压输电线路绕击率的防雷方法。
背景技术
从事本专业的技术人员十分清楚，高压输电线路的长期运行过程中，雷害是造成线路跳闸的主要原因，特别是对于220kV及以上山区输电线路，雷击跳闸的原因大部分由雷电绕击引起。研究表明绕击多发生在杆塔附近，再则输电线路的屏蔽系统由地线、杆塔和大地三者构成，输电线路发生绕击跳闸事故可归咎于屏蔽系统的引雷能力不够。
目前输电线路防雷电绕击的措施主要有沿线架设架空避雷线和在线路杆塔顶装设避雷针。通过避雷线和避雷针对导线的屏蔽作用，能有效降低线路的绕击率，对保护输电线路安全发挥了一定作用。但是，全线架设避雷线，投入成本较高，而且一定程度上缺乏针对性；装设避雷针，其防雷绕击保护范围具有局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低高压输电线路防绕击的旁路耦合地线架设方法，以达到有效增强地面的引雷能力，改善雷电流绕击山坡外侧导线的情况，降低导线绕击率和降低安装成本的目的。
为了实现本发明的目的，本发明旁路耦合地线的架设位置平行于输电线路架设，用电气几何模型EGM作图法近似的确定，如附图2所示。其具体步骤：第一步：以输电线路导线和地线的击距为半径，分别以地线和导线为圆心划弧求得交点A；第二步：再以A为圆心，以第一步中同样的半径划弧，得到弧段BC；按照EGM的原理，在此弧段上架设旁路耦合地线之后，导线的暴露范围为0，被完全屏蔽，将不会被绕击。第三步：旁路耦合地线的架设高度不得低于第二步中所得到的弧段BC即可满足要求。由附图2可知，当旁路耦合地线架设在D处时，地线的高度最低，由D点向两边发展，所需旁路耦合地线的高度逐渐增加。
本发明考虑到地线上加装短针能增强导线的引雷和闪击能力，因此，可在旁路耦合地线上布置有防雷绕击短针，此时，短针的方向指向上方。加装了短针的旁路耦合地线可架设得更低，离线路也可更近一些。
本发明所述的旁路耦合地线上的防雷绕击短针上布置有芒刺。
本发明的防绕击方法采用与输电导线呈水平方向架设旁路耦合地线，逐塔接地，其接地网应与线路杆塔地网相互独立，接地电阻值控制在15Ω以下。
本发明的防绕击方法架设的旁路耦合地线位置和高度直接影响到防止绕击的效果和工程造价。由于500kV线路引起绕击跳闸的雷电强度多为十几kA到二十几kA左右，这种弱雷绕击时定位于距线路40～60m处，因此旁路耦合地线架设于靠近这一区域的位置比较好。由于导线已受到地线的保护，旁路耦合地线仅用来补偿地面的引雷能力，因此，旁路耦合地线只需略高出塔底一些即可满足要求。
旁路耦合地线还可用于相邻杆塔位于两高山顶部的情况，这种地形条件下，地面对档中导线几乎无任何保护作用，且由于档距很大，导、地线风偏不同步，易形成绕击防护的空挡，架设旁路耦合地线能起到很好的效果。
本发明的防绕击方法工作原理为：
电气几何模型(EGM)认为：由雷云向地面发展的先导放电通道头部到达被击物体的临界击穿距离——击距之前，击中点是不确定的，先到达哪个物体的击距之内，即向该物体放电。附图1为EGM用于输电线路屏蔽保护计算的几何作图。
雷电流强度为Ik的雷电先导定位位置为曲线CkAkBkDk，弧段CkAk和AkBk分别是以地线和导线为圆心，以导线击距rsck为半径的弧线，BkDk为平行地面、高度为地面击距rsgk的直线。弧段CkAk为屏蔽弧段，定位于CkAk上的落雷将击中屏蔽导线(避雷线)。弧段AkBk为输电线路的暴露弧段，定位于AkBk上的落雷将绕击导线。定位于直线段BkDk的落雷将击中地面。若增加地面击距rsgk，导线被击中的暴露弧段AkBk也会减小。当AkBk＝0，Ak与Bk两点重合，此时导线被完全屏蔽，将不会遭受到雷电绕击，对应CkAk(Bk)Dk的雷电流为可发生绕击的最大雷电流Imax，击距为最大击距rmax。
本发明的防雷电绕击方法的优越在于：经实践证明采用杆塔平行于输电线路架设旁路耦合地线，能增加地面击距rsgk，抬高BkDk，有效增强地面的引雷能力，改善雷电流绕击山坡外侧导线的情况，降低导线的绕击率。
附图说明
图1本发明输电线路雷电绕击的EGM示意图
图2本发明旁路耦合地线布置位点示意图
具体实施方式
实施例1：
本发明的防绕击方法应用于某一输电线路83#～89#杆塔段防雷改造。由于该段段线路与另一线并行，距离较近，故在另一线侧不需架设旁路耦合地线，只需在线路右侧架设。下表为该塔段旁路耦合地线架设的高度和距离导线的水平距离。
  塔号   塔型   地面倾角   呼称高   档距   L(m)   H(m)
  83   ZB1   10   37.7   301   15   12.74
  84   ZB1   10   35.7   391   15   10.74
  85   ZB1   10   42   479   15   17.04
  86   ZBJ   15   38.9   259   15   15.32
  87   ZB1   15   42.6   245   20   16.14
  88   ZB2   30   39.5   318   15   17.18
  89   ZB3   20   49.7   741   25   19.3
H：计算架设高度；L：计算架设点与导线的水平距离
实施例2：
本发明的防绕击方法应用于某一山地输电线路270#～275#杆塔段防雷改造。该段线路地处山腰，旁路耦合地线架设在下山坡侧。下表为该塔段旁路耦合地线架设的高度和距离导线的水平距离。
  塔号   塔型   地面倾角   呼称高   档距   L(m)   H  (m)
  270   ZVB1   15   36   448   15   12.42
  271   ZVB1   20   33   243   15   10.86
  272   ZVB1   15   30   523   15   6.42
  273   ZVB1   20   32   225   15   9.86
  274   ZVB2   30   48   231   15   25.68
  275   ZVB2   山梁凹处   48   795   -   -
H：计算架设高度；L：计算架设点与导线的水平距离。

Claims (4)

1.一种降低高压输电线路防绕击旁路耦合地线的架设方法，其特点在于：旁路耦合地线的架设位置平行于输电线路架设，架设位置由以下方法确定：
第一步：以输电线路导线和地线的击距为半径，分别以导线和地线为圆心划弧求得交点(A)；
第二步：再以点(A)为圆心，以第一步中同样的半径划弧，得到一弧段BC；
第三步：旁路耦合地线的架设高度不得低于第二步中所得到的弧段BC即可。
2.根据权利要求1所述的一种高压输电线路的防雷电绕击方法，其特征在于：可在旁路耦合地线上布置有防雷绕击短针，短针方向向上。
3.根据权利要求2所述的一种高压输电线路的防雷电绕击方法，其特征在于：布置于旁路耦合地线上的短针设有芒刺。
4.根据权利要求1所述的一种高压输电线路的防雷电绕击措施，其特征在于：架设旁路耦合地线时，需逐塔接地，其接地网与输电线路杆塔地网相互独立，接地电阻值控制台15Ω以下。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147832A (zh) * 2011-04-29 2011-08-10 山西省电力公司电力科学研究院 一种输电线路的导线及架空地线空间位置的确定方法
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