【正文】
應做到20176。左右,500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設雙避雷線,保護角在15176。左右。雖然架設避雷線是輸電線路防雷保護措施中最基本、最有效的措施,但是由于造價極高,因此只在60kV及以上的架空線上才全線安裝架設避雷線。35kV及以下的線路,一般只在發(fā)電廠、變電所進出1—2km 線段架設避雷線,而在10kV及以下線路上一般不架設避雷線。(2)安裝避雷針 安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施。但是在實際應用卻存在以下問題: 國內外不少防雷專家,對避雷針能向被保護物有多大的保護距離做了系統(tǒng)的研究得出的結論是:“對一根垂直避雷針無法獲得十分肯定的保護區(qū)域”。英國的BS6551法規(guī)曾指出:“經驗顯示不能依賴避雷針提供任何保護區(qū)內的完整保護”。而德國防雷法規(guī)則有意識地不引入避雷針保護范圍的概念。從避雷針因側擊雷、繞擊雷,造成事故的實例來分析,其保護范圍是不十分肯定的。 由于避雷針的引雷作用,所以雷擊次數(shù)就會提高,當雷電被吸引到針上,在強大的雷電流沿針而流入大地過程中,雷電流周圍形成的磁場會產生截應過電壓,它與雷電流的大小及變化速度成正比,與雷擊的距離成反比。而被保護物的自然屏蔽裝置對電磁感應或電磁干擾的屏蔽作用,不能達到有效屏蔽,使被保護區(qū)內的弱電設備因感應過電壓而損壞。當雷電被吸引到針上,將有數(shù)千安的高頻電流通過避雷針及其接地引下線和接地裝置,此時針和引線的電壓很高,若針對被保護物之間的距離小于安全距離時,會由針及引下線向被保護物發(fā)生反擊,損壞被保護物。我國國標規(guī)定針距被保護物的空氣中距離≥5米,針距被保護物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米,針對這一要求,微波塔和電視發(fā)射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規(guī)范的要求?! ?在強大的雷電流沿避雷針向下流入地中的過程中,會在周圍產生強大的電磁場,它會使微波通信、計算機等設備產生誤動。強大的電磁場,可以使金屬開口環(huán)或打包用鐵箍的接觸不良處發(fā)生放電,從而引燃引爆易燃易爆物。更常見的則是引起微電子設備 (通信設備,計算機設備等)的失靈與損壞。受雷擊的針及引線,在高頻雷電流作用下,將從接觸點至地面產生一個較高的接觸電壓。當雷電流流入大地擴散時,在入地點沿半徑各點形成不同的電位,若跨入該區(qū)域會產生很高的跨步電壓。避雷針不適用于對弱電設備的保護,更不易用于易燃易爆品的防雷保護。因為強大的雷電流在接地引線斷線卡處易產生火花,還會在附近的金屬開口環(huán)處產生火花,從而引起事故。(3)預放電棒與負角保護針 預放電棒的作用機理是減小導、地線間距,增大藕合系數(shù),降低桿塔分流系數(shù),加大導線、絕緣子串對地電容,改善電壓分布;當雷暴來臨時,所產生的能量是相當巨大的(每米達到幾千伏),預放電棒空氣終端從自然界的電場中吸收能量,下端能量收集電極把電能量貯存在觸發(fā)裝置內。每當閃電發(fā)生前,電場強度會迅速增強,當貯存的能量達到某一水平,空氣終端便會把信息輸送往電觸發(fā)裝置,在空氣終端的尖端便會產生火花,并使尖端周圍的空氣離子化,形成尖端放電現(xiàn)象。而負角保護針可看成裝在線路邊導線外側的避雷針,其目的是改善屏蔽,減小臨界擊距。桿塔設置了負角保護針后,桿塔邊相導線周圍的雷電閃擊距離小于導線對地距離,負角保護針的屏蔽失效區(qū)均在導線下方,因此,雷電先導只可能對負角保護針或地面放電,避免了雷電繞擊區(qū)的形成。負角保護針成品呈園棒形,由針尖、主體、和底座三部分組成,底座可分為單板式螺栓連接和雙板式夾板連接。整個負角保護針采用鉚釘將三部分連為一體,牢固可靠。實踐證明,安裝負角保護針可以有效解決因避雷線保護角過大而造成的雷電繞擊這一問題。由于線路外側的相導線暴露角增大,特別是對于檔距和高差較大的和處于風口位置的導線,當雷電伴有大風時,檔距中央的保護角會超過桿塔處的保護角,導致線路遭受雷電,因此負角保護針常常適用于地處山坡和山頂?shù)臈U塔(4)裝設消雷器這種防雷裝置由設置在被保護物上方、帶有很多尖端電極的電離裝置,及設置在地表層內的地電流收集裝置和接通這兩種裝置的連接線構成。電離裝置在雷云強電場中大致保持著大地電位,它和附近空氣的電位差會隨雷云電場強度激增而促使場強區(qū)內針尖附近的空氣電離,形成大量空間電荷。一般雷云下層為負電荷,地面感應產生正電荷。電離的負電荷為地電流收集裝置所吸收,電離的正電荷為雷云負電荷所吸引和中和,從而發(fā)生消雷作用。消雷器利用金屬針狀電極的尖端放電原理設計的。在雷云電場作用下,當尖端場強達到一定值時,周圍空氣發(fā)生游離后,在電場力的作用下離去,而接替它的其它空氣分子相繼又被游離。如此下去,從金屬尖端向周圍有離子電流流去。隨著電位的升高,離子電流按指數(shù)規(guī)律增加。當雷電出現(xiàn)在消雷器及被保護設備上空時,消雷器及附近大地均感應出與雷云電荷極性相反的電荷。安有許多針狀電極的離子化裝置,使大地的大量電荷在雷云電場作用下,由針狀電極發(fā)射出去,向雷云方向運動,使雷云被中和,雷電場減弱,從而防止了被保護物遭受雷擊。由上可知消雷器的功能是使雷電沖擊放電的微秒千安級瞬變過程轉化為秒安級的緩慢放電過程,因而使被保護物上可能出現(xiàn)的感應過電壓降低到無危害的水平,達到“防雷消災”的目的。人們通常以為,安裝了避雷針的建筑物,就不會遭受雷擊了,其實并不盡然。 目前世界上普遍使用的避雷針,仍然是1749年美國科學家富蘭克林發(fā)明的。多年來,這種避雷針發(fā)揮過不少保護作用。但同時,該避雷針的副作用也很大。 首先,雷擊時它把雷電流引入大地的過程中,要產生強大的感應電流,對電子設備的破壞性尤為巨大。全世界每年由此造成的直接經濟損失在10億美元以上,傷亡人數(shù)達5萬多人。 其次,避雷針的保護作用是有選擇性的。對感應雷如對沿著架空導線侵入變壓器的高壓電磁波,它是無能為力的。即使是對直擊雷的防護,由于避雷針的“尖端引電”作用,而現(xiàn)今建筑多為鋼筋水泥結構,避雷針吸引了雷電后,如果接地系統(tǒng)不良(比如接地線斷開或接點虛爆等),雷電流不能順利地向大地泄放,則建筑物鋼筋就會帶電,甚至高達幾萬伏,從而發(fā)生雷擊事故。因此,重要設施(如火藥庫、油庫)及高層建筑的避雷針,每年在雷季到 來之前,應進行接地電阻的測量,以保證接地系統(tǒng)良好。 再者,避雷針上的反擊過電壓不可忽視。即使避雷針的接地裝置電阻很低(總不可能為零),在雷電波的沖擊電壓作用下,避雷針上總會產生很高的感應電勢。當人或其它設備與之接近時,這個感應電勢就會向人或其它設備放電,這就叫“反擊”現(xiàn)象。為了防止避雷針上的反擊過電壓對人體造成傷害及對設備絕緣損壞,故規(guī)程規(guī)定設備的接地裝置與避雷針的接地裝置在土壤中間隙應大于3m,人行道與避雷針的空間距離應大于5m,主變壓器在接地網上的引入點與避雷針的引入點之間的接地線長度不得小于15m。 此外,雷電形態(tài)也影響避雷針的保護效能。如球形雷(又稱滾雷)常呈飄浮狀態(tài),往往不會被避雷針吸引,它常從建筑物高處的孔、洞、窗等隙縫鉆入。所以雷雨時高層住宅的門窗最好關閉,電視機等家電免開,以防遭到球形雷傷害。總之,影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多,有一定的復雜性,解決線路的雷害問題,要從實際出發(fā),因地制宜,綜合治理。在采取防雷改進措施之前,要認真調查分析,充分了解地理、氣象及線路運行等各方面的情況,核算線路的耐雷水平,研究采用措施的可行性、工作量、難度、經濟效益及效果等,最后來決定準備采用某一種或幾種防雷改進措施。對于易擊斷、易擊桿塔、易遭受雷擊的線路,考慮地形,地貌,氣候等復雜條件,有目的的選擇這些線路的防雷方法。對于一些輸電持續(xù)性、可靠性要求比較高的重點企業(yè)、重點設施(類似機場、鐵路、軍事基地等)的線路,選擇重點線路、重點區(qū)段、重點桿塔進行防護。根據(jù)往年雷擊跳閘數(shù)據(jù),分析容易遭受雷擊的地區(qū)輸電線路,發(fā)現(xiàn)各種方法的效果,從而選擇合適的防雷措施。致謝(自己寫一下)參考文獻[1]:中國電力出版社,1997,108150[2]張緯錢,何金良,:清華大學出版社,2002,547[3] 王斌. 輸電線路防雷設計[J]. 科技資訊,2008,9,7172[4]邱毓昌,施圍,:西安交通大學出版社,1995,130157[5], and spanmungstechnik. 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