CN104659776A - 防反击雷装置 - Google Patents

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陈达
金希龙
李�权
黄圣琦
吴永奇
张圆
吕鑫
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Taizhou Power Supply Co of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种防反击雷装置，其特征在于包括设置在所述杆塔和接闪器之间的防反击雷电感，与防反击雷电感串联的防反击雷电阻，与所述防反击雷电感和防反击雷电阻并联的防反击雷放电间隙。本发明具有的有益效果：设置在杆塔和接闪器之间，改原一条雷电泄流通道为两条雷电泄流通道，在相同雷击条件下安装了防反击雷装置后流过杆塔的电流幅值变小，发生反击雷需要的电压更高，进而达到提高防雷击的效果。

Description

防反击雷装置
技术领域
本发明涉及一种防反击雷装置。
背景技术
对于高海拔的山区来说，土壤条件较差，主要以粗糙的砂粒为主，土壤电阻率较大，这就给通过杆塔架设在山区的输电线路的防雷击工作带来了很大的困难。目前所采用的防反雷击的主要办法为降低接地电阻，然而降低接地电阻的办法对降低山区接地电阻的效果不佳，且高山地区施工难度大，线路造价高显然不合理。雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，称为反击。目前所采用的避雷器主要起分流作用，雷击杆塔或导线时，杆塔或导线上产生的过电流将会沿着避雷器泄入到大地，保护导线或绝缘子不被雷击所产生的过电流灼伤。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种防反击雷装置，设置在杆塔和接闪器之间，改原一条雷电泄流通道为两条雷电泄流通道，在相同雷击条件下安装了防反击雷装置后流过杆塔的电流幅值变小，发生反击雷需要的电压更高，进而达到提高防雷击的效果。
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：防反击雷装置，其特征在于包括设置在所述杆塔和接闪器之间的防反击雷电感，与防反击雷电感串联的防反击雷电阻，与所述防反击雷电感和防反击雷电阻并联的防反击雷放电间隙。防反击雷装置(英文为Apparatus of Pre Counterattack Thunder，简称为ACT)设置在杆塔和接闪器之间，使原来的一条雷电泄流通道变为两条雷电 泄流通道。进而减小了流过杆塔的电流幅值、及提高了发生反击雷需要的电压，从而达到提高防雷击的效果。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述接闪器、防反击雷电感、防反击雷电阻、杆塔电感和杆塔电阻形成第一条雷电流泄流通道，所述接闪器、防反击雷放电间隙、杆塔电感和杆塔电阻形成第二条雷电流泄流通道。
所述的杆塔电阻接地。
本发明具有的有益效果：设置在杆塔和接闪器之间，改原一条雷电泄流通道为两条雷电泄流通道，在相同雷击条件下安装了防反击雷装置后流过杆塔的电流幅值变小，发生反击雷需要的电压更高，进而达到提高防雷击的效果。
附图说明
图1是本发明的一种雷击杆塔泄流示意图。
图2是一种未安装防反击雷装置的杆塔等值电路示意图。
图3是一种安装防反击雷装置的杆塔等值电路示意图。
图4是安装防反击雷装置与未安装防反击雷装置的雷击杆塔流经杆塔的电流对比图。
图5是安装防反击雷装置与未安装防反击雷装置的反击雷发生电压对比图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：防反击雷装置，如图1所示，包括设置在所述杆塔和接闪器之间的防反击雷电感4，与防反击雷电感4串联的防反击雷电阻6，与所述防反击雷电感4和防反击雷电阻6并联的防反击雷放电间隙5。
所述接闪器3、防反击雷电感4、防反击雷电阻6、杆塔电感7和杆塔电阻8形成第一条雷电流泄流通道1，所述接闪器3、防反击雷放电间隙5、杆塔电感7和杆塔电阻8形成第二条雷电流泄流通道2。
所述的杆塔电阻8接到地面9。
1、2-雷电流泄流通道，3-接闪器，4-ACT的电感Lf，5-ACT的放电间隙，6-ACT的电阻Rf，7-杆塔的电感Lgt，8-杆塔的电阻Roh，9-大地
ACT具有双泄流通道，雷击接闪器时雷电流向Lf充电，Lf电压达到放电间隙的击穿电压时，放电间隙导通，雷电流沿通道1泄入大地，经Lf的电流沿通道2 流入大地。
1.1 ACT使流经杆塔的雷电流幅值减小
雷击线路杆塔或避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大升高，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，称为反击。目前所采用的避雷器主要起分流作用，雷击杆塔或导线时，杆塔或导线上产生的过电流将会沿着避雷器泄入到大地，保护导线或绝缘子不被雷击所产生的过电流灼伤。本文研究的ACT工作原理为当雷击接闪器时，ACT将雷电流ILd变为流过Lf的电流jILf和流过通道1的电流It，经ACT流过杆塔的雷电流可表示为：
将取幅值与ILd比较可得
由式(1-2)可知流经杆塔的雷电流幅值减小。
1.2杆塔反击雷发生的数学模型
当塔顶电位Utd等于或大于绝缘子串的U50％时，将由塔顶对该相导线进行反击，可能造成线路跳闸[2-3]。
UtdδU50％
ACT-防反击雷装置，ILf-流过ACT电感的电流值，U50％-绝缘子串导线下端为正极时的50％冲击放电电压值，hdp-导线平均高度，-遭受雷击时所耐受的不致引起绝缘闪络的最大雷电流，Utd-塔顶电压，Cj-绝缘子与杆塔之间的电容，IsL-闪络电流，Uf-反击雷发生时的电压
式(1-3)所示经ACT流经杆塔的雷电流幅值减小，U50％δUtd的概率降低。
1.3导线发生反击雷概率减小
雷击杆塔时，避雷线具有塔顶电位Utd，由于耦合关系导线上产生的耦合电压KUtd。因此，避雷线与导线上的电位差为：
与此同时，避雷线遭受雷击时，导线上产生的感应电压为：
利用叠加原理，导线绝缘子串上产生的电压最大值为：
当Uj大于或等于绝缘子串的50％冲击放电电压U50％时，导线发生反击，形成导线与接地体(杆塔或避雷线)之间的短路，引起线路跳闸。线路的耐雷水平为：
当雷击ACT时，此时线路耐雷水平公式变为：
雷击条件相同，经ACT流过杆塔的雷电流幅值变小导线与接地体之间的电位差变小，ACT的接入，使导线发生逆闪络的概率降低。
1.4 ACT灭弧原理
杆塔与导线或绝缘子发生闪络时，所产生的电流为容性电流，容性电流达到一定值时将引起绝缘子爆裂、导线灼伤、电力设备损坏、电力系统跳闸事故的发生，影响电力系统的安全稳定运行，闪络电流可表示为：
ACT的接入将有效抑制电弧的产生，ACT提供感性电流后，闪络电流幅值：
时，雷击绝缘子或导线时不产生电弧，时，电弧电流的幅值降低，不会因过大而灼伤绝缘子、导线。
2、仿真验证 
反击也叫逆闪络，反击雷发生的主要原因是杆塔的冲击接地电阻过大，就会抬高塔顶电位Utd的值，则反击就容易发生。针对ACT的有效性，进行了防反击雷试验：
图2由3-接闪器、7-杆塔电感Lgt、8-杆塔电阻Roh、11-被保护金属导体、12-起固定跟泄流作用的接地体组成。图3由1-接闪器、2-电感Lf、3-电阻Rf4-放电间隙、5-电感Lgt、6-杆塔电阻Roh、7-被保护金属导体、8--起固定跟泄流作用的接地体组成。分别对图2和图3的装置进行模拟雷击试验。对流过杆塔的电流ILd和发生闪络时的塔顶电位Utd进行对比仿真结果如图4所示，由图4可知在相同雷击条件下安装ACT后流过杆塔的电流幅值变小，泄流时间变长。由图5可知，在金属物体与杆塔等值阻抗距离相同的条件下，安装ACT的杆塔比杆塔发生反击雷需要的电压高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.防反击雷装置，其特征在于包括设置在所述杆塔和接闪器之间的防反击雷电感（4），与防反击雷电感（4）串联的防反击雷电阻（6），与所述防反击雷电感（4）和防反击雷电阻（6）并联的防反击雷放电间隙（5）。
2.根据权利要求1所述的防反击雷装置，其特征在于所述接闪器（3）、防反击雷电感（4）、防反击雷电阻（6）、杆塔电感（7）和杆塔电阻（8）形成第一条雷电流泄流通道（1），所述接闪器（3）、防反击雷放电间隙（5）、杆塔电感（7）和杆塔电阻（8）形成第二条雷电流泄流通道（2）。
3.根据权利要求1或2所述的防反击雷装置，其特征在于所述的杆塔电阻（8）接地。
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