架空电力线路雷害故障性质鉴别

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摘要:文章对雷害性质鉴别的原理进行了介绍,并结合实践,总结了其具体的鉴别方法,为雷害的预防提供可靠的依据。

关键词:架空线路 雷害 性质鉴别

1、引言

在电力线路的雷击事故中有反击和绕击的区别。如果雷落在杆塔顶或附近的避雷线上,由此造成的雷击故障为反击。如果雷绕过了避雷线,即避雷线防护失效,直击到导线上,由此造成的雷击闪络故障为绕击。

为了防止雷害故障的频繁发生要采取许多防雷措施,这些措施要有针对性,要针对不同的雷害故障采取不同的措施。否则,必然是劳而无功,耗费了许多人力物力财力,雷害故障照样频繁发生。例如,对待绕击故障,假若采用降低杆塔接地电阻的办法,显然是无效的。即使杆塔接地电阻处理到零,也是无济于事,因为绕击耐雷水平和接地电阻无关。

雷害仅根据现场事故形态来区分,一般不能做到十分正确。即使系统内安装有雷电定向定位装置,它也不能对此作出正确判别。因此,在现场安装雷击故障的鉴别装置,用以正确判别雷害故障的性质是十分必要的。

2、 雷击架空线路故障鉴别的原理

图2-1所示为雷害鉴别原理图,其中(a)图表示落雷于杆顶避雷线上,引起L2相绝缘子串闪络。假定此时落的雷威正极性雷,则雷电流通过杆塔入地的方向如i1、i2所示,即为反击闪络。如果现场闪络的不是L2相,而是L1相或L3相,i1、i2的方向不变。另外如果落的不是正极雷,而是负极雷,虽然i1、i2方向相反,但依然是同方向,即不过落的是何种雷,i1、i2始终同向。

（a） （b）

图2-1 雷击架空线路故障鉴别装置的原理

(b)图表示落雷于L2相导线上,引起L2相绝缘子串闪络。同样假定此时落雷为正极雷,则雷电流过杆塔入地的方向i4和通过避雷线入地的方向i3如图所示,此即为绕击闪络。如果现场闪络的不是L2相,而是L1相或L3相,i1、i2的方向不变。另外,如果落的不是正极性雷,而是负极性雷,虽然i1、i2方向相反,但依然是反方向,即不管是何种雷,i1、i2始终反向。

如果在i1、i2或i3、i4的位置安装雷击故障鉴别装置,即可鉴别雷击故障的性质。

3、雷击故障的鉴别方法

为了搞清楚雷击故障的性质可采用多种方法,这些方法大体有闪络相鉴别鉴定法、雷电观测法、光导纤维装置鉴别法和磁钢棒鉴别法等。

3.1 闪络相别鉴定法

根据事故后查明现场的闪络相别,以及在相邻杆塔上所处的位置,可以大致判别雷害事故的性质。因为反击和绕击在杆塔上造成的绝缘子串闪络有一定的规律性。

三角形排列的下导线由于和避雷线间距较大,因此耦合系数较小。在杆塔顶部落雷时,下导线最易闪络,这是反击的一个特点。三角形排列的上导线,由于绕击概率和保护角成正比使得保护角较大易于受绕击。对于水平排列的导线,边相易于受绕击。

水平排列的导线错中相发生雷击闪络,则一般认为是反击闪络。因为线路两侧的雷云要直击中相导线,被认为是不可能的。火灾同杆三相或同杆两相同时发生雷击闪络,也只能认为是反击闪络。相邻杆塔非同一边相的多相同时雷击闪络,绕击是不可能的。

根据上述方法以及现场雷击闪络的情况,可以大致鉴别雷电闪络的性质。不过,这种方法比较粗糙,准确度较差。例如,三角形排列的下导线绝缘子串闪络,一般为反击造成。但是,由于三相绝缘子串的冲击闪络强度在现场肯定是有区别的,如果此时上导线绝缘子串中有一只或多只零低值绝缘子,也可能下导线尚未闪络,上导线先闪络了。

3.2 雷电观测法

这种方法只有在线路上安装有雷电观测装置的情况下才能使用。如果某线路在塔顶、架空地线、耦合地线上安装有雷电观测用的磁钢棒,磁钢棒不仅能记录安装地点流过的雷电流大小,而且能反映雷电流的方向。根据相邻若干基杆塔塔顶、架空地线、耦合地线上流过的雷电流大小和方向,可以方便地决定落雷点的位置,即决定绕击还是反击。如图3.2-1的一次雷击,15#塔L2相绝缘子串闪络,根据磁钢棒分析,决定了各点的雷电流大小和方向,一看即知,累落于14#至15#塔间的避雷线上,即15#的塔L2相雷击闪络属反击性质。

图3.2-2是一次绕击的雷电观测法雷击性质分析图。109#塔L1相雷击闪络,磁钢棒经检测,塔顶雷电流为零,避雷线两侧、耦合地线两侧均有小幅值的雷电流记录。据此判别是一次绕击。

雷电观测法能比较准确地决定雷击故障的性质,但是,要在全线安装雷电观测装置,并在日常作好经常性的管理工作,也是比较麻烦的。

图3.2-1 雷电观测法雷击性质分析图

图3.2-2 绕击雷电的观测分析图

3.3 光导纤维装置鉴别法

把此装置在图2-1的i1、i2或i3、i4位置,就能够检测出流过雷电流的方向,当上下两侧的方向相同即为反击,方向相反则为绕击。其特点在于使用了光导纤维,不仅消除了雷电流的感应作用,还具有不存在因波阻抗而产生杆塔上下之间的电位差等问题的优点。

3.4 磁钢棒鉴别法

该方法就是在图2-1的i1、i2或i3、i4各装置一只普通的磁钢棒即可。这只磁钢棒为了鉴别雷电流方向,其一端应刷上红漆,在安装时应固定一个方向,不能随便乱装。如图2-1（a）磁钢棒安装在i1、i2的位置,即面向受电侧杆塔的右面,其红头一律朝向外,这样此杆塔顶落雷,就可以根据磁钢棒红头的极性是否相同,来判别雷击故障的性质:即红头若为同极性,即为反击,反之为绕击。这种方法非常简单,很容易掌握,且鉴别的正确度非常高。

参考文献

[1]王巨丰,周锦宏.雷击类型鉴别装置改进研究[J].广西电力,2011(3).

[2]范亚洲.架空输电线路雷击浅析和防雷措施探讨[J].科园月刊,2008(3).