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雷电侵入波防护策略及措施

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:有了进线段保护以后,进线保护段首端及以外遭受雷击时,由于进线段导线本身阻抗的作用,沿线路侵入波的幅值逐渐衰减,流过避雷器的雷电流幅值IBL已被限制到5kA以下;侵入波的陡度也将由于冲击电晕的作用而大为降低。这是为了防止末端开路时侵入波反射后幅值增加2倍,可能使开路的断路器或隔离开关的绝缘支座对地放电,引起工频短路,烧坏支座。

雷电侵入波防护策略及措施

1.架空线路进线

在设计用避雷器保护变电站时,当电压为220kV及以下时取避雷器5kA的残压为准,而在330kV级时用10kA的残压为准。所以,要使避雷器能可靠地保护变压器,必须设法使避雷器中流过的雷电流幅值IBL不超过5kA(330kV时为10kA),而且还必须保证来波陡度a不超过一定的允许值,唯一的办法就是设进线段保护。

进线段保护就是:

(1)对没有架设避雷线的线路来说,在线路进入变电站的1~2km范围内架设避雷线。

(2)对沿全线架设避雷线的线路来说,与变电站连接2km长的一段线路叫做进线段。进线段长度为什么选择2km呢?加长进线段长度,对限制来波陡度有好处,但由于进线段闪络的机会与它的长度成正比,所以变电站雷害事故率也就与进线段长度成正比。长度越大,事故率越高。同时,对不是全线架设避雷线的35kV线路来说,进线段取得长,造价就高。所以进线段够用就行了,不宜取得太长。不论是没有架设避雷线的线路或者是全线架设避雷线的线路,进线段的耐雷水平都不应低于本线路的耐雷水平,而且还要高些才行,以减少雷电在本段线路上绕击和反击的机会。所以进线段避雷线的保护角一般不超过20°,最大也不能超过30°,接地电阻越小越好。

有了进线段保护以后,进线保护段首端(线一路端)及以外遭受雷击时,由于进线段导线本身阻抗的作用,沿线路侵入波的幅值逐渐衰减,流过避雷器的雷电流幅值IBL已被限制到5kA以下;侵入波的陡度也将由于冲击电晕的作用而大为降低。

在图6-26的35~110kV不架设避雷线的变电站进线段标准保护方式中,还用虚线画出了管型避雷器F1和F2。对一般线路来说,无需装设F1。但对冲击绝缘水平特别高的线路(如木杆线路或钢筋混凝土杆木横担线路或降压运行的线路),变电站阀型避雷器中的雷电流可能超过5kA时,就需装设一组F1,否则可能引起变电站的重大事故。如果没有合适的管型避雷器,可用保护间隙代替F2,也可用阀型避雷器来代替F1

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图6-26 变电站进线段的标准保护方式

对于管型避雷器F2,只有在该路进出线的断路器或隔离开关在雷季经常断开而线路侧又带有电压的情况下才需要装设。这是为了防止末端开路时侵入波反射后幅值增加2倍,可能使开路的断路器或隔离开关的绝缘支座对地放电,引起工频短路,烧坏支座。运行中这类事故约占线路断路器事故总数的40%,所以装设己是很重要的。在重雷区,运行经验说明,甚至雷雨季节中常合闸的断路器也宜装设F2。这是因为一次雷击引起断路器跳闸后,可能发生连续雷击,致使已跳闸的断路器闪络。

F2的外间隙应整定在:线路合上时不会误动作(即受到母线阀型避雷器的保护);而当线路开断时,又能可靠地保护断路器或隔离开关。因此,F2的外间隙可加大到120mm(在35kV时)和400mm(在110kV时)。

2.电缆段进线

变电站的35kV及以上的电缆进线段,在电缆与架空线连接处应装设阀型避雷器,其接地端应与电缆的金属外皮连接。对三芯电缆,末端的金属外皮应直接接地[图6-27(a)],对单芯电缆,应经过电压保护器FJ或保护间隙JX接地[图6-27(b)]。如电缆长度不超过50m或虽超过50m,但经校验装一组避雷器即能符合保护要求,图6-27中可只装FZ1或FZ2。如电缆长度超过50m,且断路器在雷雨季节可能经常断路运行,应在电缆末端装设管型避雷器或保护间隙。连接电缆段的11回架空线路,应架设避雷线。

图6-27 具有35kV及以上电缆段的变电站进线保护接线

(a)金属外皮直接接地;(b)电压保护器或保护间隙接地

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