CN203826907U - 全覆盖型架空输电线防雷装置 - Google Patents
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Abstract
一种全覆盖型架空输电线防雷装置,包括,设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线,所述避雷线为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方,左、右两根避雷线左右对称设置,其中,左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0°。本装置对三相输电线的避雷保护无死角、更全面,具有改造成本低、施工方便、防雷保护更可靠的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及防雷击装置,特别是电力架空输电线的改进、全覆盖型避雷装置。
背景技术
雷云放电在电力系统中引起雷击过电压,或称大气过电压。
架空线路中常见的过电压有两种:第一种是雷击发生在架空线附近,通过电磁感应在输电线上的过电压;第二种是雷电直接击打在导线上产生的过电压。具体情况有三种:
1、雷击杆塔顶部;2、雷击避雷线空间部分;3、绕过避雷线击于导线。
雷击故障按性质又分为两种:
1)、可恢复:雷击闪络发生后,由于空气绝缘强度恢复,重合闸投入成功;
2)、永久性:因绝缘子脱落、导线断裂等严重故障发生,重合闸投入失败。
雷电打击会给电力设施带来不同形式的损伤和破坏,如下:
雷击造成过电压,都可能对绝缘子、输电线造成损伤,故一般会引起重合闸保护动作。
雷击会引起绝缘子闪络放电,对瓷质表面造成烧伤脱落;对玻璃绝缘子造成网状裂纹;对铁件造成熔化痕迹等,都将使绝缘强度大幅降低。
雷电击打在输电线或避雷线上,可能会引起断股甚至断裂,使输电工作无法进行。
雷电击打在通过内部铁芯接地的水泥杆塔上时,强烈的雷电流有可能引起杆体爆裂,造成主网跳闸等。
以上损伤,可能造成保护动作,报警或跳闸停运,所以,危害非常大。
雷电是影响输电线安全的重要因素,长期以来占据线路故障跳闸的首位。雷电是大气活动的自然过程,迄今还不可控制。但我们可以通过对常发事故进行分析,寻找雷击规律,加强防范,这是可以做到的。易遭雷击破坏重点记录如下:
1)、处于高山峻岭的半山区或峰顶的杆塔;
2)、处于水塘、水库附近的输电线路;
3)、大跨越杆塔,如跨越800米以上的山岭或江河湖泊的杆塔;
4)、安装在接地电阻高的杆塔,如岩石塔基及输电线等。
避雷线对于输电线路的保护是最有效和最基本的措施,避雷线能防止雷电直击导线,同时还具有分流作用,用来减少流经塔杆的雷击电流。
图1-A、图1-B是常见的两种高压输电线与铁塔型结构,其中图1-A是猫头鹰式,输电线为三角形排列,图1-B是羊角形式,输电线为水平排列。图1-A、图1-B中序号标记相同,1是铁塔,2是输电线,3是绝缘瓷瓶,4是避雷线。
以原220kV输电线为例,对该电压等级现普遍采用双避雷线,在每基杆处接地,如图1-A、图1-B右上角,避雷线对导线保护角α小于等于25°。
220kV输电线两根等高避雷线的保护范围如图2所示。
避雷线环形保护角范围用下面公式确定:
rx=ha=(h-hg)p
图2及式中标记:h是避雷线高度,ha是地线到输电线距离,hg是导线对地高度,D为两根避雷线间的水平距离,α是避雷线保护角,P为高度修正系数。
架空输电线上,避雷线的保护范围请见图1-B、图2,用保护角α来表示。保护角是避雷线的铅垂线与避雷线和边导线的夹角。显然,理论上,当α越小,雷击导线的概率就越低,避雷线对导线的屏蔽保护也就越充分可靠。但是,实际中,α太小,输电线随风摆动时会脱离避雷线的保护范围。
我们现举实例说明:图2中,在220kV输电线中按常规布局,杆塔高h约20米左右,两根避雷线间距离D是5米,避雷线与输电线的距离ha取5米,相邻两输电线间距离是4.5―5米,保护角取25°,经tgα正切值查证为0.4663,由此可以计算出输电线可偏移外支距离x的长度为:
x=tgα·ha=0.4663х5=2.33(米);
因为线间距、地线导线距、保护角等都相应有规定约束,故此x数值的计算式和计算结果则有特殊意义,它使在设计安装时有参考和遵守依据。否则,在工作中很容易马虎忽略,而一旦超出此数据,即偏移、支出过多,便在避雷线保护角外了,将会加重雷击过电压,增加跳闸次数等,所以,实施中需充分注意。
图2中,左避雷线位于左输电线的右上方,右避雷线位于右输电线的左上方。
现有的避雷方式仍然存在缺陷,如尺寸配合不当等,依然不能满足防雷需要。
图3是图2的A、B、C三相完整补充图。从图3中可以看到几点:
1、A相C相在25°避雷线保护角内,而B相虽然在避雷线交叉掩盖下,但严格观察,它却在保护角外;
2、在高山峻岭和江河湖泊,电力杆塔往往跨度大,输电线弧垂重,随风吹摆度最大,导线平时在保护角内,但在强风吹刮下完全可能超出保护范围;
3、江河湖泊无遮拦无阻隔,雷电可以直击、斜击、饶击等,从不同方向打向杆塔和输电线。
故以上是遭受雷击最厉害,电力设施受损最严重,跳闸率最高的地方。既然如此,我们为什么不能突破现有双根避雷线的结构形式,采取必要的改进措施呢。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种全覆盖型架空输电线防雷装置,以使左右输电线在摆动时也不会脱离避雷线的保护范围,且使中间输电线不会处于避雷线的保护范围以外。
本实用新型的目的是这样实现的:一种全覆盖型架空输电线防雷装置,包括,设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线,所述避雷线为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方,左、右两根避雷线左右对称设置,其中,左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0°(即左边一根避雷线位于左边一根输电线的正上方)。
所述输电线为220kV时,保护角α为0°,所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m,相邻两根输电线之间的距离为4.66m。
本实用新型的有益效果是:本装置将原有的两根避雷线增加为三根,如图3中,将左边避雷线的位置从①外移到与③垂直,将右边避雷线的位置从②外移到与④垂直,腾出中间一条避雷线的位置,增加上第三根与B相垂直的避雷线,形成新的避雷防护结构,如图4所示,这样,毫无疑问,避雷保护角扩大,保护范围拓宽,既无死区,又在导线被风吹摆动中也仍在避雷保护范围内,由此对多方向来的雷击都有很好的防范保护作用。改造容易,施工难度低。
不论是铁塔还是水泥杆,把原有金属横担加长,位置空间完全允许,不论是更换还是焊接,技术上没有难度,经费上投入极少,可起到的作用却是非同小可,使雷击跳闸率降低一半以上,防雷功能登上了一个崭新的台阶!对现有避雷系统具有一定的灵活性。
避雷线是区域性工作,不像输电线需要连续性,贯通性,故增加与否还可选择。比如,我们可以在高山峻岭和江河湖泊雷击多,雷击厉害,跳闸率大的地方增加为三根避雷线,而在平原、跨度小、雷击少的地方,亦可保持两根避雷线,维持原有结构状态。这样的灵活性,有利于针对不同环境、不同需要采取不同方案,所以,又是一项拿得起、放得下的功能特色。
本装置在常规防雷中已做了一些独到、有益的工作,比如对接地电阻大的地带,提出了运用耦合型及接地网的处理方式,同时在避雷线与输电线位置设计中,充分考虑保护角范围,给出了正切计算式,以确定导线可偏移长度。在对高山湖泊雷电多发区,更提出了增设为三根避雷线,扩展保护范围的新举措。这些都具有极大实用价值,有效提高防雷技术,大幅度增强高空电缆的安全运行水平。
附图说明
图1-A,图1-B分别是输电线三角形排列和水平排列情况下的避雷线布置示意图。
图2是图1-A、图1-B的避雷保护角示意图。
图3是图1-B所示三相输电线情况下避雷保护示意图。
图4是本装置避雷线布置与保护范围示意图。
具体实施方式
图4示出,一种全覆盖型架空输电线防雷装置,包括,设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线4,所述避雷线4为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方,左、右两根避雷线左右对称设置,其中,左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0°(即左边一根避雷线位于左边一根输电线的正上方);右边一根避雷线对右边一根输电线的保护角α为0°(即右边一根避雷线位于右边一根输电线的正上方)。所述输电线为220kV时,保护角α(常规是20-30°)改进为0°,所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m,相邻两根输电线之间的距离为4.66m(2x计算值)。左边一根避雷线从图2中原始位置水平向左移动2.33m。
图4示出,经三根避雷线改造后,很明显,输电线保护范围如图中圆弧面,全面增大,已无死区。
经三根避雷线改进后,因保护角为0°,保护范围增大,故还产生出一种新的特点:A、B、C三相输电线之间的距离可以不受改前(保护角为25°时)计算值4.66m的约束,比如可以取为整数5m等,这样,在下料、装配、制作等方面变得更宽松、更方便、更灵活。
Claims (2)
1.一种全覆盖型架空输电线防雷装置,包括,设置在输电线上方、且与输电线平行的避雷线(4),其特征是,所述避雷线(4)为三根:中间一根避雷线位于中间一根输电线的正上方,左、右两根避雷线左右对称设置,其中,左边一根避雷线对左边一根输电线的保护角α为0°。
2.根据权利要求1所述的全覆盖型架空输电线防雷装置,其特征是,所述输电线为220kV时,保护角α为0°,所述左边一根避雷线与左边一根输电线的垂直距离为5m,相邻两根输电线之间的距离为4.66m。
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CN103956705A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 全覆盖型架空输电线防雷装置 |
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