输电线路防雷措施毕业论文

摘 要：电气化铁道的接触网分布极广，所经过地区的地理、地势、气象、气候条件差别较大，情况复杂，没有避雷线，时有被雷击的可能。接触网具有良好的防雷性能是电气化铁道安全运营的基本保证之一。随着我国电气化铁道运营里程的增加、重载及高速铁路的快速发展,评价接触网的防雷性能、减少接触网发生雷击故障具有重要的理论意义和工程应用价值。本文作者论述了目前电气化铁道接触网防雷设施和防雷技术方面的不足，探讨了有关电气化铁道接触网防雷技术的改进措施。 关键词：接触网；过电压；防雷措施 电气化铁道即采用电力牵引的铁路。又称电气化铁路。在电气化铁道上，运行电气列车（由电力机车牵引的列车和电动车组），在铁路沿线设有向电力机车和电动车（以下简称电力机车动车）供电的电力牵引供电系统。 牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,绝大部分裸露于自然环境中且没有备份,需要采用必要的雷击防护措施。如果缺少防护措施或措施不当,可能引起绝缘子损坏、造成线路跳闸,直接影响电气化铁道运营。同时雷击产生的侵入波过电压通过接触网传入牵引变电所,可能引起所内电气设备的损坏造成更大的事故。从我国目前开通的3万多公里电气化铁路的运行情况来看,部分线路的雷击事故较为频繁,据统计广深线双线，仅2000年1-12月就发生雷击接触网跳闸45次。如何有效地对接触网进行防雷保护,尽可能减少电气化铁道因接触网雷击断线造成的危害和损失，是值得我们研究的课题。 一、接触网线路的雷击现象 雷击发生时，会在接触网线索上产生过电压即雷击过电压，雷击过电压为几百到几千千伏，雷击过电压一般分两种：一种是雷击接触网线路附近大地或支柱，由于电磁感应所引起的，称为感应雷过电压；一种是雷击于接触网线路上直接引起的称为直击雷过电压。无论是何种雷击过电压，当雷击过电压超过线路绝缘水平时，接触网线路发生绝缘闪络。由于牵引供电系统是由接触网年、钢轨、大地等组成，当接触网线路发生绝缘闪络时，雷击闪络必然转化为稳定地工频电弧，造成接触网线路跳闸，严重时会发生接触网断线事故。 二、接触网线路的防雷措施 电力输电线路一般采取的防雷措施有：一沿线架设避雷线和避雷针，引导直击雷电向避雷线放电，通过杆塔和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免遭雷击。二降低杆塔的接地电阻，部分杆塔安装线路避雷器以提高线路耐雷水平，减少雷击杆塔或避雷线后引起的绝缘闪络。三适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，电网采用不接地或经消弧线圈接地方式，防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧。最后采取自动重合闸措施保证雷击闪络跳闸后通过自动重合闸装置自动合闸，恢复供电。四架设耦合地线，可以分流，又加强了避雷线对导线的耦合，降低雷击跳闸率。五安装线路避雷器，并联连接在被保护设备附近，当作用电压超过避雷器的放电电压时，避雷器先放电，可以限制过电压的发展。 目前接触网线路采取的措施是通过牵引变电所的自动重合闸装置进行一次重合闸，保证雷击闪络跳闸后自动重合闸，恢复供电。在中雷区及以上的地区，根据铁道部的设计规范要求，装设避雷器进行雷击防护。 1、角隙避雷器 角隙避雷器是由全角形振子、半角形振子及支持绝缘子装置构成。这种避雷器因其结构简单，调整方便，维护工作量小，在早期的电气化铁道接触网的防雷保护中应用较广，但在实际工作中存在一定缺陷：①被风刮起的杂物极易挂到角隙上，短接放电间隙而放电；②避雷器动作时必然形成工频续流，强烈的短路电弧烧损角隙；③在污浊大雾天气下，角隙绝缘性能下降而放电，造成误动作。由此看来，角隙避雷器并非理想的防雷装置。 2、管型避雷器 管型避雷器是早期接触网线路防雷保护装置，实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，两极均固定在绝缘件上；另一个装设在避雷器管内，称为内间隙或者灭弧间隙。当雷击过电压内外间隙击穿时，雷电流和工频短路电流经管内壁接地，壁管物质受热气化，有较大压力的气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。管形避雷器的选用受安装地点最大、最小短路电流制约，最大短路电流大于避雷器的断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏。另外管形避雷器多次动作后，管内径会逐渐增大，熄弧能力会下降甚至消失。 3、碳化硅阀形避雷器 碳化硅阀形避雷器在我国使用历史较长，是现行防雷技术中主要的防雷电器。但它有一些固有缺点：如只有雷电幅值限压保护功能，而无雷电陡波保护功能，防雷保护功能不完全；没有连续雷电冲击保护能力；动作特性稳定性差，可能遭受暂态过电压危害；动作负载重使用寿命短等，因此碳化硅阀形避雷器将逐步被淘汰。 4、氧化锌避雷器 氧化锌避雷器是世界公认的当代最先进的防雷电器。无间隙氧化锌避雷器目前在我国被广泛使用，但实践表明，它存在易损坏、爆炸、使用寿命短等缺点，究其原因，暂态过电压承受能力差是其致命弱点。然而串联间隙氧化锌避雷器既有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点，又有暂态过电压承受能力的特点，为此串联间隙氧化锌避雷器应为目前推广使用的防雷装置。 三、接触网防雷措施的探讨 一采用先进的避雷器和避雷器在线监测技术 目前氧化锌避雷器或串联间隙氧化锌避雷器是线路防雷保护的首选防雷产品。建议：在高雷区、强雷区接触网在下列地点应采用氧化锌避雷器防护：分相合站场端部的绝缘锚段关节，长度2000m及以上隧道的两端，长度大于200m的供电线或自耦变压器供电线连接到接触网上的连接处；在电缆的接头及电缆终端处。强雷区设避雷线，保护角为0～45°。但在运行中，避雷器的电阻片因动作次数多而老化引起失效，内部受潮或其它缺陷可能导致避雷器运行故障。为保证避雷器安全可靠运行，近年来避雷器在线监测器逐步推广使用。避雷器在线监测器是将避雷器放电计数器与泄漏电流检测功能整合在一起的监测装置，通过巡视监测装置的计数器动作次数和避雷器运行的泄漏电流值，可以及时掌握避雷器的动作情况和运行性能。

1、架设避雷线2、降低输电线路接地电阻3、增加耦合地线4、装设线路型避雷器5、装设自动重合闸装置

在输电线上面几米设置避雷线，在杆塔设避雷针。

【摘 要】近年来，随着我国电力事业的迅速发展，电力网络的建设规模不断扩大。输电线路雷电危害会给整个电力系统造成难以估计的损失，防雷和接地措施已经被全面纳入电力系统设计的考虑范畴。本文以输电线路为探讨对象，对其防雷和接地装置的构成、制约防雷接地装置发挥作用的原因进行了分析，并提出一些加强防雷保护的具体措施，力求为我国电力事业的建设提供参考。 【关键词】电力事业；雷电；输电线路；防雷接地 随着近年来我国电力事业的迅速发展，电力网络建设面临前所未有的挑战，防雷和接地措施的更新改造就是其中的一个典型代表。由于电力输送系统覆盖范围十分广阔，其输电线路自然也就呈现出网点众多、辐射面遍布的特点，加之我国大部分输电线路选择的路径在较为开放的自然环境之中，其运行环境会在很大程度上受到自然因素的影响。野外雷击是造成输电线路跳闸、接地网烧断等现象的罪魁祸首，严重的雷电过电压甚至会造成电力设备的损坏和人员伤亡等电力事故，影响整个电力供配系统的正常运作。因此，做好输电线路的防雷保护，是实现安全用电的一个重要方面。 一、造成输电线路防雷保护措施无法发挥有效作用的原因 虽然我国输电线路具备一定的防雷保护措施，但近年来雷电天气造成的电力系统故障还是屡见不鲜，其原因主要有以下几个方面： （一）雷电天气预测难度大 目前虽然有卫星云图系统、大气监测系统等数字信息技术对自然环境进行监测，但大气活动的随机性较强，且复杂多变，现有的技术还无法实现对雷电天气进行准确的预测，导致无法及时准确地获悉输电线路遭受雷击的相关技术参数，雷电预测相关技术还存在一定程度的局限性。 （二）输电线路设计安装缺陷 部分地区的电力设计部门欠缺一定的责任感，在输电线路设计时没有充分考虑当地的土壤电阻率、雷电绕击率、地质地貌等因素的影响，使得电阻与输电线路不匹配，极易导致雷电天气出现跳闸现象。另外，在输电线路安装施工过程中，施工人员未按照相关安装标准进行操作，导致地网接头焊接不到位、地网铺设不达标等不合格现象出现。 （三）输电线路的接地电阻居高不下 接地装置是防雷保护措施的重要组成部分，但是在实际操作中，往往存在人为破坏、使用年限超期、阻降剂腐蚀等原因造成的接地装置损坏，使得接地装置的电阻值大大超过正常适用范围，为输电线路遭受雷击危害埋下了隐患，尤其在雷电天气多发的地区，更是成为导致输电线路雷击频发的重要诱因。与此同时，在运用回路测法对接地装置进行测试时，一旦由于测试电极放置过远、内部杆塔锈蚀或不通畅造成测量失误，则会导致对接地装置性能的不准确判断。 二、对输电线路进行防雷和接地的有效措施 输电线路的防雷和接地措施一般需要考虑电力系统的运行方式、雷电活动的强度、当地的土壤电阻率及地质地貌等多方面因素来进行设置，目前常用的输电线路防雷接地措施主要有以下几种： （一）将避雷线和线路避雷器配合使用 传统的防雷保护措施通常通过增设避雷线来减少线路遭遇雷电过电压的影响，但是部分线路还是会因为雷击现象而造成线路跳闸。因此，将避雷线和避雷器配合使用，是全面提升输电线路的防雷击水平的有效方法。具体来说，架空的避雷线具有防止雷电直击导线的功能，同时还具备一定的分流作用，可以有效减少流经线路杆塔的雷电电流、降低杆塔顶部的电位，加之避雷线还可以通过对导线的耦合作用或屏幕作用降低线路绝缘上电压和感应过电压，因此，对电压较高的输电线路采用避雷线防雷，是十分有效的。另外，针对电压相对较小的输电线路来说，避雷线的防雷效果不太显著，此时，线路避雷器就可以发挥相当程度的防雷作用。一旦雷击造成的电流超过核定标准，线路避雷器可以通过分流动作将多余雷电导入大地，避免电压迅速升高造成的安全事故，确保电力输送的安全性。 （二）有效降低线路杆塔的接地电阻 线路杆塔接地装置是输电线路的必要组成部分，对其进行安装是旨在确保雷电流顺利导入大地，从而使电力设备达到绝缘的效果，有效降低由雷击造成的线路跳闸现象，避免跨步电压造成的人员伤亡。线路杆塔接地应该首先调查杆塔所处区域的土壤电阻率，对土壤电阻率较低地区的自然接地电阻进行充分利用，如若杆塔所处区域土壤电阻率过高，无法有效降低线路杆塔的接地电阻值时，则应该通过使用降阻剂、增加地网辐射线、安装放射性接地体、延伸接地体或增大地网型号等多种方法来对接地电阻值进行有效处理，对杆塔与地网两点联结改成四点联结增加雷电流导入大地通道，使其满足输电线路正常运行的相关要求。 （三）加强输电线路绝缘处理 部分输电线路架设的地形特殊，需要架空线路跨越极其长的一段距离，这就要求线路杆塔也随之进行大幅度跨越，大面积的输电线路暴露在自然界中，一旦遇上强风天气，大幅度的震荡极容易增加输电线路落雷的几率。如若线路杆塔顶部的电位过高，一旦发生雷击，则会迅速形成感应雷过电压，造成雷电绕击现象，威胁电力运输安全。为了有效预防上述现象的发生，可以在位置较高的线路杆塔上添加绝缘子串，扩大避雷线和导线之间的距离。除此之外，还可以运用不平衡绝缘方式，一旦遭遇雷击，绝缘子片数较少的一侧回路先对地进行闪络，经过闪络之后的导线随即具备避雷线的基本功能，加强了对另一侧回路的耦合作用，使其对雷电的耐受性大大提高，从而持续输送电力，保障电力配送畅通。 （四）设置耦合地线 前面提到，可以透过降低线路杆塔的接地电阻来进行防雷保护，如果这种方法不可行，那设置耦合地线也可以达到类似的效果。具体做法是，在导线下方安装一条地线或者复合地线光缆，可以增加导线和避雷线之间的耦合作用，提高输电线路的对雷电的耐受力，降低线路上的雷电过电压，从而实现雷击跳闸几率的大幅度下降，保障电力输送安全有效。 （五）对保护角较大或地处山坡角度较大的杆塔、频临水系的杆塔和大跨越、大档距的特高杆塔和地势较高杆塔，结合易击区段安装侧向避雷针、接闪器和直击雷保护装置，从而提高线路耐雷水平。 结束语 随着社会经济的飞速发展，各个行业的用电量不断加大，供配电系统是保障企业生产经营活动和人民日常工作生活顺利进行的重要后备力量，电力企业应该在确保充足的电力供应的基础上，兼顾电力安全。因此，合理选择输电线路的防雷与接地措施，并对其进行定期巡视检修，排除线路障碍，可以有效降低雷电过电压造成的输电线路跳闸、导线烧断等现象的发生，确保用电安全，对电力企业和各行各业的健康长远发展具有极强的现实意义。 参考文献 [1]王巍.输电线路防雷与接地措施[J].中国科技博览,2012,(2):291-291 [2]谭义生.输电线路防雷与接地改造探讨[J].机电信息,2011,(33):57-58. [3]余力,李和国.架空输电线路的防雷与接地[J].江西电力,2010,34(2):15-17. [4]吕官强.探讨电力输电线路防雷接地技术[J].科技与生活,2010,(19):88-88,188. [5]高鑫.浅谈输电线路防雷接地设计与维护策略[J].企业技术开发（学术版）,2011,30(9):45-46,57.

避雷器是防止雷电破坏电力设备的主要措施。

避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行 削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。

避雷带是接闪器的一种类型，一般是水平或倾斜敷设的（根据屋面的倾斜度而定），至少有两个地方（首尾两端）和引下线相连接，一般是明设，但也可以暗敷在屋顶的混凝土或瓦片的下面。

扩展资料：

1、避雷器连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效地保护通信设备，一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。当通信线缆或设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。

2、一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护通信线缆和设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使通信线路正常工作。

3、因此，避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行 削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。

4、避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。

参考资料来源：百度百科-避雷器