CN102522724B - 一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统及塔顶电位限制方法 - Google Patents

一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统及塔顶电位限制方法 Download PDF

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刘轩东
张乔根
王国利
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Yangzhou Xinyuan Electric Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统及塔顶电位限制方法，包括避雷针、沿面放电开关、电力杆塔、低阻抗电缆绝缘外包层、低阻抗电缆屏蔽层、低阻抗电缆芯线、接地电阻。它包括如下步骤：避雷针引雷步骤；沿面放电开关击穿步骤：当塔顶电位上升到沿面放电开关保护阈值时，沿面放电开关击穿；塔顶经低阻抗电缆接地步骤：沿面放电开关击穿后，塔顶直接经低阻抗电缆接地；反射波消减塔顶电位步骤：在低阻抗电缆接地端发生负反射的反射波达到塔顶后消减塔顶电位。由于采取了上述的技术解决方案，解决了电力杆塔或线路遭受雷击时，塔顶电位过高而发生闪络的问题。

Description

一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统及塔顶电位限制方法
技术领域：
本发明涉及一种电力杆塔防雷接地技术，特别涉及一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制技术。
背景技术：
超、特高压输电近年来得到了非常快速的发展，兴建了数条从中国西南地区向华东、华中地区的特高压输电线路，这些输电线路极大地提高了输送容量，但多经过雷害严重、土壤电阻率较高的山区，传统的经电力杆塔自身接地的措施不能满足防雷接地的需要，经常发生雷击导致塔顶电位过高而发生闪络的事故。因此，解决塔顶电位过高问题是提高输电线路耐雷水平和安全性的前提条件。
发明内容：
本发明的目的是解决上述传统经电力杆塔直接接地无法满足防雷接地需要的问题，提供一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制技术。
实现本发明的技术方案是：
一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统，包括避雷针、沿面放电开关、低阻抗电缆和接地电阻；所述避雷针置于塔顶，并穿过塔顶与所述沿面放电开关高压端连接；
所述沿面放电开关一端与避雷针连接，另一端通过低阻抗电缆与接地电阻连接。
所述避雷针置于塔顶，并经塔顶与沿面放电开关的高压端连接。
所述沿面放电开关置于塔顶、为球形结构，其高压端与所述避雷针连接，低压端与低阻抗电缆连接。
所述低阻抗电缆包括电缆芯线、屏蔽层和电缆外包层，电缆芯线和屏蔽层为导体，电缆芯线和屏蔽层之间填充绝缘材料。
所述低阻抗电缆一端电缆芯线与沿面放电开关连接，屏蔽层电位悬浮，另一端电缆芯线与屏蔽层短接后与接地电阻连接。
所述接地电阻一端与低阻抗电缆的芯线和屏蔽层连接，另一端接地。
一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制方法，包括以下步骤：
A、避雷针引雷步骤：避雷针保护范围内的雷击均经避雷针引入接地系统；
B、沿面放电开关击穿步骤：当塔顶电位上升到沿面放电开关保护阈值时，沿面放电开关击穿；
C、塔顶经低阻抗电缆接地步骤：沿面放电开关击穿后，塔顶直接经低阻抗电缆接地；
D、反射波消减塔顶电位步骤：在低阻抗电缆接地端发生负反射的反射波达到塔顶后消减塔顶电位。
所述的塔顶电位限制方法单独使用或同其他的塔顶电位限制方法共同使用于塔顶接地系统。
本发明的避雷针与塔顶和所述沿面放电开关连接，用于保护电力杆塔和附近设施，处于其保护范围内的雷击均经过所述避雷针；
所述所述沿面放电开关为球形结构，置于电力杆塔的顶部，高压端与所述避雷针连接，低压端与所述低阻抗电缆连接。雷电经避雷针作用于所述沿面放电开关，当电压超过其击穿阈值时，所述沿面放电开关导通，实现塔顶经所述低阻抗电缆接地的目的。
所述低阻抗电缆的结构包括电缆芯线、屏蔽层和电缆外包层，电缆芯线和屏蔽层为导体，电缆芯线和屏蔽层之间填充绝缘材料。低阻抗电缆一端电缆芯线与所述沿面放电开关连接，屏蔽层电位悬浮，另一端电缆芯线与屏蔽层短接后与所述接地电阻连接，用于所述沿面放电开关导通时，塔顶接地；
所述接地电阻表征电力杆塔所在地土壤电阻率，其电阻值大小与当地土壤的实际情况有关，所述接地电阻一端与所述低阻抗电缆连接，另一端接地。
一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、避雷针引雷步骤：避雷针保护范围内的雷击均经避雷针引入接地系统；
B、沿面放电开关击穿步骤：当塔顶电位上升到沿面放电开关保护阈值时，沿面放电开关击穿；
C、塔顶经低阻抗电缆接地步骤：沿面放电开关击穿后，塔顶直接经低阻抗电缆接地；
D、反射波消减塔顶电位步骤：在低阻抗电缆接地端发生负反射的反射波达到塔顶后消减塔顶电位。
本发明的有益效果是，可以通过沿面放电开关和低阻抗电缆有效地限制塔顶电位，且结构简单，安全可靠。
附图说明：
图1为低阻抗电缆接地的塔顶电位限制系统结构示意图。
图中：1为避雷针；2为沿面放电开关；3为电力杆塔塔顶；4为电缆外包层；5为屏蔽层；6为电缆芯线；7为接地电阻；8为大地；9为低阻抗电缆。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，一种经低阻抗电缆的接地系统，用于电力杆塔塔顶电位限制，它包括避雷针，沿面放电开关，电力杆塔塔顶，低阻抗电缆，接地电阻，其中：
所述避雷针与塔顶和所述沿面放电开关连接，用于保护电力杆塔和附近设施，处于其保护范围内的雷击均经过所述避雷针；
所述所述沿面放电开关为球形结构，置于电力杆塔塔顶3，高压端与所述避雷针连接，低压端与所述低阻抗电缆连接。雷电经避雷针作用于所述沿面放电开关，当电压超过其击穿阈值时，所述沿面放电开关导通，实现塔顶经所述低阻抗电缆接地的目的。
所述低阻抗电缆的结构包括电缆芯线、屏蔽层和电缆外包层，电缆芯线和屏蔽层为导体，电缆芯线和屏蔽层之间填充绝缘材料。低阻抗电缆一端电缆芯线与所述沿面放电开关连接，屏蔽层电位悬浮，另一端电缆芯线与屏蔽层短接后与所述接地电阻连接，用于所述沿面放电开关导通时，塔顶接地；
所述接地电阻表征电力杆塔所在地土壤电阻率，其电阻值大小与当地土壤的实际情况有关，所述接地电阻一端与所述低阻抗电缆连接，另一端接地。
一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、避雷针引雷步骤：避雷针保护范围内的雷击均经避雷针引入接地系统；
B、沿面放电开关击穿步骤：当塔顶电位上升到沿面放电开关保护阈值时，沿面放电开关击穿；
C、塔顶3经低阻抗电缆接地步骤：沿面放电开关击穿后，塔顶直接经低阻抗电缆接地；
D、反射波消减塔顶电位步骤：在低阻抗电缆接地端发生负反射的反射波达到塔顶后消减塔顶电位。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种经低阻抗电缆的塔顶接地系统，其特征在于：
包括避雷针、沿面放电开关、低阻抗电缆和接地电阻；
所述避雷针置于塔顶，并穿过塔顶与所述沿面放电开关高压端连接；
所述沿面放电开关一端与避雷针连接，另一端通过低阻抗电缆与接地电阻连接；
所述低阻抗电缆一端电缆芯线与沿面放电开关连接，屏蔽层电位悬浮，另一端电缆芯线与屏蔽层短接后与接地电阻连接。
2.如权利要求1所述的塔顶接地系统，其特征在于：所述避雷针置于塔顶，并经塔顶与沿面放电开关的高压端连接。
3.如权利要求1所述的塔顶接地系统，其特征在于：
所述沿面放电开关置于塔顶、为球形结构，其高压端与所述避雷针连接，低压端与低阻抗电缆连接。
4.如权利要求1所述的塔顶接地系统，其特征在于：
所述低阻抗电缆包括电缆芯线、屏蔽层和电缆外包层，电缆芯线和屏蔽层为导体，电缆芯线和屏蔽层之间填充绝缘材料。
5.如权利要求1所述的塔顶接地系统，其特征在于：
所述接地电阻一端与低阻抗电缆的芯线和屏蔽层连接，另一端接地。
6.一种经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、避雷针引雷步骤：避雷针保护范围内的雷击均经避雷针引入接地系统；
B、沿面放电开关击穿步骤：当塔顶电位上升到沿面放电开关保护阈值时，沿面放电开关击穿；
C、塔顶经低阻抗电缆接地步骤：沿面放电开关击穿后，塔顶直接经低阻抗电缆接地；
D、反射波消减塔顶电位步骤：在低阻抗电缆接地端发生负反射的反射波达到塔顶后消减塔顶电位。
7.如权利要求6所述的经低阻抗电缆接地的塔顶电位限制方法，其特征在于，所述的塔顶电位限制方法单独使用或同其他的塔顶电位限制方法共同使用于塔顶接地系统。
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