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　　核心詞：武漢 扁鋼 
　　以防止接地短路事故和公共安全為目的,高壓配電線路的絕緣化從1999年開始,經(jīng)過十幾年的時間發(fā)展,安陽地區(qū)基本完成了配電線路80%的絕緣化。通過絕緣化,因人身事故和樹木接觸而引起的接地短路事故急劇減少。而且,通過絕緣化,因雷電以外的原因而引起的斷線也大幅度減少。但是,因雷電引起的斷線反而增加,在高壓配電線路的斷線原因中,雷害所占的比例與使用裸導(dǎo)線時相比,使用絕緣導(dǎo)線時增加了40%。此外在絕緣導(dǎo)線斷線的情況下,即使導(dǎo)線垂落地面上,由于有絕緣被覆,也不能檢測出接地,產(chǎn)生盡管斷線還繼續(xù)送電的可能性,成為公共安全的重大問題。因此,供電公司將配電線路防雷為重要課題對待。
　　1、武漢鍍鋅扁鋼:有三種類型的雷擊損壞原因會威脅配電線路的絕緣
　　對配電線路的絕緣形成威脅的雷電過電壓,有如圖1所示的3種雷害原因。直擊雷電過電壓是雷直擊配電線路時產(chǎn)生的過電壓,流入的電流、產(chǎn)生的電壓都極其大。
　　2、武漢鍍鋅扁鋼:線路的沖擊阻抗是流過線路的電流和線路與大地之間產(chǎn)生的電壓之間的關(guān)系
　　線路的沖擊阻抗是早些時間給出的流過線路的電流和在線路與大地間產(chǎn)生的電壓的關(guān)系,由配電線路的形狀和距地面高度決定。通常配電線路的相導(dǎo)線,其沖擊阻抗為300Ω~500Ω。等價的導(dǎo)體截面越小,沖擊阻抗越大。例如,若20kA的雷電流直接落到配電線路的中間上,在線路兩側(cè)流過10kA的電流,若設(shè)配電線路的沖擊阻抗為500Ω,則根據(jù)式計算,產(chǎn)生的雷電過電壓極大為5000kV。
　　3、武漢鍍鋅扁鋼:容易引起絕緣子放電（絕緣損壞）
　　由于5000kV大大超過高壓配電線路的絕緣,故容易使絕緣子放電(絕緣破壞),同理,對于直擊雷,即使是小的雷,如果不采取對策,也會導(dǎo)致絕緣破壞。即負極性雷電流和正極性感應(yīng)雷電壓、正極性雷電流和負極性感應(yīng)雷電壓的組合。當(dāng)雷落到高建筑物時,一部分雷電流流過與該建筑物連接的配電線路,由此電流引起配電線路損害。由于雷不直接落到配電線路上,故與直擊雷不同;由于一部分雷電流流入配電線路,故與感應(yīng)雷不同,而產(chǎn)生逆流雷時,存在配電線路末端的避雷器燒損事故不斷增加,在向無線中繼站和電視塔等位于地勢較高處的站所供電的配電線路中,若站所側(cè)的接地電阻高,則鐵塔落雷時接地電位上升,致使較大雷電流反向侵入。在這些站所中,需確保極低的接地電阻值。%閃絡(luò)電壓:在多次施加同樣波形、相同峰值沖擊電壓的情況下,將閃絡(luò)發(fā)生的概率為50%的電壓值稱為50%閃絡(luò)電壓。該值是實驗測試的閃絡(luò),由升降法或插入法求得。雷電沖擊耐壓:即使對試品施加該電壓,也不產(chǎn)生絕緣破壞的電壓值就是耐壓。各種絕緣子和設(shè)備的特性,對通常所用的絕緣子,各生產(chǎn)廠家產(chǎn)品均符合國標(biāo)。一般串聯(lián)設(shè)備比并聯(lián)設(shè)備的耐壓高,下列設(shè)備如按雷電沖擊耐壓能力從高到低順序排列,則為:高壓耐張絕緣子＞高壓針式絕緣子＞充氣式(真空)開關(guān)＞高壓熔斷器＞柱上變壓器。
　　4、武漢鍍鋅扁鋼:串聯(lián)設(shè)備耐壓高于高壓熔斷器和變壓器的原因是串聯(lián)設(shè)備的絕緣損壞影響范圍廣
　　將串聯(lián)設(shè)備的耐壓設(shè)計的比高壓熔斷器和柱上變壓器的耐壓高的理由,是因為串聯(lián)設(shè)備中的設(shè)備的絕緣破壞的影響范圍廣。圖2在雷電沖擊耐壓試驗中,絕緣子和設(shè)備施加將要發(fā)生閃絡(luò)的電壓,求出50%閃絡(luò)電壓和標(biāo)準偏差。若從50%閃絡(luò)電壓徐徐上升所加的雷電沖擊電壓,則如圖2所示,發(fā)生閃絡(luò)的時間將縮短。將施加的電壓峰值和從施加雷電沖擊電壓開始到閃絡(luò)的時間之間的關(guān)系稱為U-t特。如圖3所示,鍍銅圓鋼假如在避雷器的U-t曲線時間短的一側(cè)具有急劇上升的A特性,則在施加相當(dāng)大電壓的情況下,最初在設(shè)備側(cè)產(chǎn)生閃絡(luò),避雷器未起作用。
　　5、武漢鍍鋅扁鋼:可以起到保護作用
　　實際上避雷器的放電電壓如圖3中B特性所示,在所有時間點比設(shè)備的閃絡(luò)電壓都低,能起到保護作用,我們可以認為10kV配電設(shè)備和避雷器可確保充分協(xié)調(diào)配合。因雷電過電壓而使絕緣部位閃絡(luò)成為引發(fā)條件,必然產(chǎn)生雷害事故。但是,從目前先進的制造技術(shù)判斷,可以認為單以雷電過電壓的能量以至發(fā)生永久性事故的例子較少。
　　6、武漢鍍鋅扁鋼:流經(jīng)10kV不接地系統(tǒng)的接地電流很小
　　在只有一相配電線路閃絡(luò)的情況下,在10kV非接地系統(tǒng),流過的接地電流很小,以至于造成設(shè)備破壞的情況較小。因此,在設(shè)備產(chǎn)生損壞的情況下,需要考慮的是二相以上的短路而引起工頻續(xù)流的發(fā)生,作為達到二相短路的機理,除同一支持桿中的二相接地或二相短路外,還應(yīng)考慮不同桿間的二相接地情況。實際上,在不同桿的異相間有不少事故發(fā)生的事例。比較典型有兩種情況:在配電線路絕緣子部分發(fā)生二相以上的閃絡(luò),系統(tǒng)流過短路電流,在變電站的保護未來得及動作情況下以致斷線,停電損害影響較大。該情況的例子是伴隨配電線路絕緣化而增加的斷線事故,如果在絕緣導(dǎo)線上產(chǎn)生閃絡(luò),則工頻電弧點被固定,熔斷時間變短,變電站保護難以防止斷線;在柱上變壓器的高壓熔斷器的負荷側(cè)發(fā)生閃絡(luò)的情況下,由于在續(xù)流回路中加入熔絲,故通過熔絲遮斷工頻續(xù)流的可能性較大,因此,僅僅造成該柱上變壓器的用戶停電。在雷害中,不一定只是遵循上述絕緣閃絡(luò),工頻續(xù)流的過程,有部分事故明顯為由直擊雷的能量引起的。如:混凝土電桿頂部的破壞,混凝土電桿頂部除雷直擊外無電流的通過點,除去機械的原因而引起的破壞,水泥的缺損和剝離,一般可認為是雷電直擊的能量引起的;避雷器的燒損事故,也可以認為全部是直擊雷引起的。避雷器是裝設(shè)在電路和大地之間,抑制系統(tǒng)發(fā)生的過電壓、防止電氣設(shè)備絕緣破壞的保護裝置,一旦發(fā)生過電壓,就要求其迅速動作,對電壓進行抑制,過電壓消失后,重新恢復(fù)到原來的絕緣狀態(tài)。在上世紀九十年代前,避雷器由串聯(lián)間隙和SiC組合成閥式避雷器是配電線路用避雷器主流。九十年代后,ZnO元件的避雷器成為主流,氧化鋅避雷器各方面的性能指標(biāo)、可靠性都比原閥式避雷器有很大的提高。作為避雷器的電氣,對其特性有幾項規(guī)定。如果從保護效果方面看,則避雷器的放電開始電壓以低為好。配電設(shè)備的絕緣水平之間的差距越大,就越能提高不同電桿間的保護效果。避雷器的放電開始電壓的U-t特性(電壓-時間特性)如圖3所示,按通常要求,避雷器的U-t曲線不與保護設(shè)備的U-t曲線相交,為防止系統(tǒng)中產(chǎn)生的持續(xù)性異常放電而使避雷器燒損,放電開始電壓多設(shè)在該電影值以上。限制電壓是避雷器放電時產(chǎn)生的避雷器端子間的電壓,是決定避雷器動作時保護性能的重要特性。避雷器限制電壓特性要素,由于電流和端子間電壓(限制電壓)無比例關(guān)系,故稱非線性阻抗。Ua為避雷器端子電壓(限制電壓)。盡管因避雷器放電電流引起避雷器元件過熱,導(dǎo)致燒損例子并不多,但也不是一點沒有。所以避雷器的放電容量,應(yīng)使用大于2500A的額定值。雷電過電壓的侵入形態(tài)是各種各樣的,簡單的如圖4所示,假如過電壓從線路左側(cè)侵入。過電壓在架空線路上的傳播速度接近300m/μs(光速)。從應(yīng)保護的絕緣子支持點通過過電壓,到達電壓達到避雷器的時間需要a/300。即使忽略到達避雷器放電開始時間,由于避雷器的效果,折返到達絕緣子還需要a/300,故至少延時a/150,才能在絕緣子點產(chǎn)生避雷器的效果。在考慮防雷保護時,需要將過電壓作為行波處理。決定避雷器的保護范圍的主要因素是雷電過電壓的波頭陡度,如果雷電過電壓的波頭長度大于a/150,即使避雷器與保護點的距離較遠,也有效果;如果波頭長度短,則可保護距離a變短。例如,設(shè)波頭長度為0.1μs,要使＜0.1不等式成立,a應(yīng)為15m以下。

增加避雷器的設(shè)置數(shù)量方法,可以縮短應(yīng)保護的絕緣子設(shè)備和最近的避雷器之間的距離,是防范直擊雷和嚴重的感應(yīng)雷等的陡波雷電沖擊的對策。如果避雷器動作,在其接地點流過沖擊電流I則在線路上產(chǎn)生因接地電阻R引起的電位上升I·R,施加在保護設(shè)備電壓的為I·R加避雷器的端子間電壓,若該值大,則有可能使應(yīng)保護設(shè)備絕緣閃絡(luò),為了防止這種情況,一種方法是盡量降低接地電阻,另外方法是,將保護設(shè)備接地和避雷器接地連接在一起,此時,施加在保護設(shè)備電壓,不疊加I·R的電位上升部分,只疊加避雷器的端子間電壓。通過降低雷直擊時和用戶設(shè)備落雷時,雷電流逆流向供電電源的配電線路的避雷器通過電流,來防止避雷器燒損。以上5個方面,其中、、是對線路直擊雷的對策,這也是經(jīng)常在輸電線路的雷害對策中研究使用,感應(yīng)雷對策,是防止因雷電流而燒損避雷器,是在配電線路中較為常見問題。因雷引起絕緣導(dǎo)線斷線的起因與裸導(dǎo)線相同,是由于雷電過電壓破壞絕緣子和絕緣覆蓋的絕緣產(chǎn)生接地。由于10kV系統(tǒng)一般為小接地電流系統(tǒng),故一相接地時流過的接地電流最大為數(shù)安培,大多數(shù)可短時間恢復(fù)絕緣,一相接地不至于斷線。如果二相或三相發(fā)生接地,就會通過金屬橫擔(dān)形成相間短路狀態(tài),流過數(shù)千安培的短路電流,該短路電流引起導(dǎo)線熔斷,在絕緣導(dǎo)線中,由于短路電流的流入、流出點固定在最初絕緣破壞時產(chǎn)生的絕緣導(dǎo)線的針孔部,因此,電弧熱量集中在針孔部,以致在短時間內(nèi)斷線。通常導(dǎo)致二相斷線、三相斷線的情況較多,即使一相斷線,伴隨電弧電流的通過,一般在其他相留下痕跡。由于絕緣子的電容與絕緣導(dǎo)線的電容相比相當(dāng)小,故在雷電過電壓加到配電線路上時,絕緣子和絕緣導(dǎo)線組合的絕緣破壞情況較復(fù)雜。在電容小的絕緣子和電容大的絕緣導(dǎo)線的組合中,絕緣子分擔(dān)的電壓變大,首先在絕緣子部位發(fā)生閃絡(luò),其后絕緣導(dǎo)線是否繼續(xù)發(fā)生閃絡(luò),則因條件而異。裸導(dǎo)線與絕緣導(dǎo)線相比較,雷電沖擊電壓施加到裸導(dǎo)線的情況下,雷電沖擊電壓越高,閃絡(luò)時間越短,且從放電點急速下降到零電壓。而在絕緣導(dǎo)線中電壓開始緩慢下降,其后,施加電壓一定或稍有上升的電壓,存在就此持續(xù)不發(fā)生絕緣破壞,和最終發(fā)生大電壓降落以致絕緣破壞兩種狀態(tài)。在絕緣導(dǎo)線中電壓開始緩慢下降過程,為絕緣子閃絡(luò)過程,此時不至于造成擊穿絕緣導(dǎo)線被覆蓋部分的絕緣破壞。在絕緣子部位放電后,從絕緣子部位放電點向絕緣導(dǎo)線的長度方向開始沿表面放電,在該沿表面放電過程中,大量電荷附在放電路徑上,因此,電壓波形根據(jù)放電情況以各種形態(tài)變化,如果通過沿表面放電提供的電荷變大,則施加電壓再次上升,破壞絕緣導(dǎo)線。是減少因事故引起的停電時間,以及為了公共安全和減輕維護作業(yè)。最近,對應(yīng)高度產(chǎn)業(yè)社會和高度信息時代,防止瞬時電壓降低也成為一個重要目的。為防止重大事故,限制隔離閃絡(luò)地點(被害地點)將配電線路停電區(qū)間縮小局限化等。組合這些方法,實現(xiàn)雷害對策。但由于雷的形狀,落雷頻度因地域而異,且配電設(shè)備的形態(tài)也因各電力公司而不同,故不能僅用一種方法。
　　7、武漢鍍鋅扁鋼:防雷政策在基本方法和輔助方法上都是比較理想的
　　過去的防雷方針從以為基本方法,輔助采用方法來看是比較理想的。方法是加強防止隨絕緣導(dǎo)線的普及而引起斷線的對策。
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