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福建变电站开关断口防雷保护及避雷器的选用(一)

2020年12月04日 11:22:58 发布

因雷电过电压、人为外力破坏、污闪、设备故障或保护误动等原因导致线路断路器跳闸,重合闸前断路器处于短时分闸状态;断路器分闸后重合不成功,不能马上恢复送电,又未做好安全措施(即拉开有关隔离开关,将线路两侧接地隔离开关合上),则在这段时间内断路器实际上处于分闸状态,对无人值守的变电站,尤其是雷暴天气时,后一种情况经常会碰到,且持续时间有时达数小时。
一、变电站的雷电波入侵原因分析及采取的对策

1.变电站进线产生断口的原因分析
因雷电过电压、人为外力破坏、污闪、设备故障或保护误动等原因导致线路断路器跳闸,重合闸前断路器处于短时分闸状态;断路器分闸后重合不成功,不能马上恢复送电,又未做好安全措施(即拉开有关隔离开关,将线路两侧接地隔离开关合上),则在这段时间内断路器实际上处于分闸状态,对无人值守的变电站,尤其是雷暴天气时,后一种情况经常会碰到,且持续时间有时达数小时。
根据雷电活动规律可知,雷云中可能同时存在着几个密集的电荷中心,当第一个电荷中心的主放电完成后,可能引起第二个、第三个电荷中心向第一个电荷中心形成的主放电通道放电。因此雷电波通常是多重的,连续性的,二个波间隔时间仅仅是1/10~1/100秒。第一重的雷电波引起断路器的跳闸,而断路器重合闸需要时间,存在着末重合闸成功前,第二重雷电波又入侵的可能性。
 
2.雷电波入侵的主要原因

雷电波主要是从线路进线侧入侵的,由反击和绕击引起的线路断口雷电波入侵的概率并不大,因为变电站一般不会建在地形较非凡的环境中;变电站四周地区的杆塔接地电阻及避雷线的保护角较易做到标准规定要求;根据线路避雷器的保护范围有限及雷电波陡度大、在线路阻抗衰减极快的情况可知,只有雷击发生在离变电站很近的几个杆塔的情况下才有可能通过变电站内线路断口泄放。

线路断口雷电波入侵主要是雷击感应过电压。当变电站四周的空间云团呈负电荷时,则在杆塔的避雷线上感应出正的电荷.而当云团电荷积累到一定程度对地放电时,因地电位(也就是避雷线上的电位)不能突变,故在导线上感应出一个负的感应过电压。线路上的雷击感应过电压为随机变量,其幅值及能量并不是很大。一般仅对35千伏及以下线路的绝缘有一定威胁。但在泄放通路中有断口,根据波的折射理论及因阻抗不配,波的振荡会形成很高幅值的过电压,从而对220千伏系统绝缘构成危害。

3.通常雷电过电压的保护措施

变电站的雷电侵入波保护通常靠三道防线:一是在变电站内设置避雷针,以屏蔽雷电波从大气空间入侵;二是在进线开关线路侧安装避雷器,以限制从线路上侵入雷电波过电压的幅值;三是在断路器或隔离开关后面、主变四周的母线上装避雷器,以限制从线路上侵入雷电波过电压的幅值。避雷器与电气设备之间的距离不超过DL/T620标准中规定的数值,否则应在变压器回路增设避雷器。


避雷针

另外,对于35千伏变电站进线段,应设置1-2千米避雷线,避雷线的保护角度小于20°,以减少危险雷电侵入波产生的机会;尽可能降低杆塔接地电阻,使进线保护段具有较高的耐雷水平。

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