【正文】
應(yīng)做到20176。左右,500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線,保護(hù)角在15176。左右。雖然架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)措施中最基本、最有效的措施,但是由于造價(jià)極高,因此只在60kV及以上的架空線上才全線安裝架設(shè)避雷線。35kV及以下的線路,一般只在發(fā)電廠、變電所進(jìn)出1—2km 線段架設(shè)避雷線,而在10kV及以下線路上一般不架設(shè)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(shí)際應(yīng)用卻存在以下問題: 國內(nèi)外不少防雷專家,對避雷針能向被保護(hù)物有多大的保護(hù)距離做了系統(tǒng)的研究得出的結(jié)論是:“對一根垂直避雷針無法獲得十分肯定的保護(hù)區(qū)域”。英國的BS6551法規(guī)曾指出:“經(jīng)驗(yàn)顯示不能依賴避雷針提供任何保護(hù)區(qū)內(nèi)的完整保護(hù)”。而德國防雷法規(guī)則有意識地不引入避雷針保護(hù)范圍的概念。從避雷針因側(cè)擊雷、繞擊雷,造成事故的實(shí)例來分析,其保護(hù)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(dāng)雷電被吸引到針上,在強(qiáng)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(chǎn)生截應(yīng)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(hù)物的自然屏蔽裝置對電磁感應(yīng)或電磁干擾的屏蔽作用,不能達(dá)到有效屏蔽,使被保護(hù)區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備因感應(yīng)過電壓而損壞。當(dāng)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(shí)針和引線的電壓很高,若針對被保護(hù)物之間的距離小于安全距離時(shí),會由針及引下線向被保護(hù)物發(fā)生反擊,損壞被保護(hù)物。我國國標(biāo)規(guī)定針距被保護(hù)物的空氣中距離≥5米,針距被保護(hù)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(qiáng)大的雷電流沿避雷針向下流入地中的過程中,會在周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場,它會使微波通信、計(jì)算機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生誤動。強(qiáng)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(shè)備 (通信設(shè)備,計(jì)算機(jī)設(shè)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(diǎn)至地面產(chǎn)生一個(gè)較高的接觸電壓。當(dāng)雷電流流入大地?cái)U(kuò)散時(shí),在入地點(diǎn)沿半徑各點(diǎn)形成不同的電位,若跨入該區(qū)域會產(chǎn)生很高的跨步電壓。避雷針不適用于對弱電設(shè)備的保護(hù),更不易用于易燃易爆品的防雷保護(hù)。因?yàn)閺?qiáng)大的雷電流在接地引線斷線卡處易產(chǎn)生火花,還會在附近的金屬開口環(huán)處產(chǎn)生火花,從而引起事故。(3)預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針 預(yù)放電棒的作用機(jī)理是減小導(dǎo)、地線間距,增大藕合系數(shù),降低桿塔分流系數(shù),加大導(dǎo)線、絕緣子串對地電容,改善電壓分布;當(dāng)雷暴來臨時(shí),所產(chǎn)生的能量是相當(dāng)巨大的(每米達(dá)到幾千伏),預(yù)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(nèi)。每當(dāng)閃電發(fā)生前,電場強(qiáng)度會迅速增強(qiáng),當(dāng)貯存的能量達(dá)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(chǎn)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(fù)角保護(hù)針可看成裝在線路邊導(dǎo)線外側(cè)的避雷針,其目的是改善屏蔽,減小臨界擊距。桿塔設(shè)置了負(fù)角保護(hù)針后,桿塔邊相導(dǎo)線周圍的雷電閃擊距離小于導(dǎo)線對地距離,負(fù)角保護(hù)針的屏蔽失效區(qū)均在導(dǎo)線下方,因此,雷電先導(dǎo)只可能對負(fù)角保護(hù)針或地面放電,避免了雷電繞擊區(qū)的形成。負(fù)角保護(hù)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(gè)負(fù)角保護(hù)針采用鉚釘將三部分連為一體,牢固可靠。實(shí)踐證明,安裝負(fù)角保護(hù)針可以有效解決因避雷線保護(hù)角過大而造成的雷電繞擊這一問題。由于線路外側(cè)的相導(dǎo)線暴露角增大,特別是對于檔距和高差較大的和處于風(fēng)口位置的導(dǎo)線,當(dāng)雷電伴有大風(fēng)時(shí),檔距中央的保護(hù)角會超過桿塔處的保護(hù)角,導(dǎo)致線路遭受雷電,因此負(fù)角保護(hù)針常常適用于地處山坡和山頂?shù)臈U塔(4)裝設(shè)消雷器這種防雷裝置由設(shè)置在被保護(hù)物上方、帶有很多尖端電極的電離裝置,及設(shè)置在地表層內(nèi)的地電流收集裝置和接通這兩種裝置的連接線構(gòu)成。電離裝置在雷云強(qiáng)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(qiáng)度激增而促使場強(qiáng)區(qū)內(nèi)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(fù)電荷,地面感應(yīng)產(chǎn)生正電荷。電離的負(fù)電荷為地電流收集裝置所吸收,電離的正電荷為雷云負(fù)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(shè)計(jì)的。在雷云電場作用下,當(dāng)尖端場強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),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(dāng)雷電出現(xiàn)在消雷器及被保護(hù)設(shè)備上空時(shí),消雷器及附近大地均感應(yīng)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(yùn)動,使雷云被中和,雷電場減弱,從而防止了被保護(hù)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(zhuǎn)化為秒安級的緩慢放電過程,因而使被保護(hù)物上可能出現(xiàn)的感應(yīng)過電壓降低到無危害的水平,達(dá)到“防雷消災(zāi)”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(shí)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(xué)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(hù)作用。但同時(shí),該避雷針的副作用也很大。 首先,雷擊時(shí)它把雷電流引入大地的過程中,要產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流,對電子設(shè)備的破壞性尤為巨大。全世界每年由此造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在10億美元以上,傷亡人數(shù)達(dá)5萬多人。 其次,避雷針的保護(hù)作用是有選擇性的。對感應(yīng)雷如對沿著架空導(dǎo)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(hù),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(jié)構(gòu),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(diǎn)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(dá)幾萬伏,從而發(fā)生雷擊事故。因此,重要設(shè)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(yīng)進(jìn)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(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢。當(dāng)人或其它設(shè)備與之接近時(shí),這個(gè)感應(yīng)電勢就會向人或其它設(shè)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(shè)備絕緣損壞,故規(guī)程規(guī)定設(shè)備的接地裝置與避雷針的接地裝置在土壤中間隙應(yīng)大于3m,人行道與避雷針的空間距離應(yīng)大于5m,主變壓器在接地網(wǎng)上的引入點(diǎn)與避雷針的引入點(diǎn)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(hù)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(shí)高層住宅的門窗最好關(guān)閉,電視機(jī)等家電免開,以防遭到球形雷傷害??傊?,影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多,有一定的復(fù)雜性,解決線路的雷害問題,要從實(shí)際出發(fā),因地制宜,綜合治理。在采取防雷改進(jìn)措施之前,要認(rèn)真調(diào)查分析,充分了解地理、氣象及線路運(yùn)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(jīng)濟(jì)效益及效果等,最后來決定準(zhǔn)備采用某一種或幾種防雷改進(jìn)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(fù)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(diǎn)企業(yè)、重點(diǎn)設(shè)施(類似機(jī)場、鐵路、軍事基地等)的線路,選擇重點(diǎn)線路、重點(diǎn)區(qū)段、重點(diǎn)桿塔進(jìn)行防護(hù)。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(xiàn)[1]:中國電力出版社,1997,108150[2]張緯錢,何金良,:清華大學(xué)出版社,2002,547[3] 王斌. 輸電線路防雷設(shè)計(jì)[J]. 科技資訊,2008,9,7172[4]邱毓昌,施圍,:西安交通大學(xué)出版社,1995,130157[5], and spanmungstechnik. 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