输配电线路进线段防雷措施研究

摘要

架空输配电线路纵横交错，绵延千里，极易遭受雷击，雷击产生的雷电过电压沿线路侵入变电站，是引起变电站雷害事故的主要原因;由于线路的绝缘水平远高于变电站设备的绝缘水平，线路上的雷电侵入波幅值高、陡度大，若不经过进线段保护的有效衰减和削弱，势必会对变电站设备的绝缘构成严重威胁;因此，针对进线段保护的重要性和特殊性，对其防雷措施进行研究具有重要理论价值和实践意义。
　　本文首先对雷电波的幅值、陡度对被变电站设备安全性的影响进行了研究，揭示了设置进线段保护的重要性;并结合国内发生的多起典型雷害事故，对输配电线路进线段防雷措施所存在的问题进行深入分析;分析的结果显示:进线段内“反击”、“绕击”事故频发以及进线段外的雷电侵入波得不到有效的衰减是存在的主要问题。
　　针对所存在的具体问题，本文从从防止进线段“反击”、“绕击”和加强进线段对雷电波的衰减三个方面入手，提出了针对性的防护措施。首先通过拆除进线段使用不当的防雷设备、改造杆塔接地、清除低值绝缘子以及架设耦合地线等措施来防止进线段“反击”事故;根据进线段地形、风向情况采用不对称防绕击保护方法来消除局部地形、气候因素对绕击率的影响，降低“绕击”发生的概率;然后建立冲击电晕的电路模型，通过ATP-EMTP仿真软件研究了进线段冲击电晕对雷电波的衰减作用，分析了不同电压等级线路进线段保护应设置的长度;最后提出综合采用安装可调式过电压保护间隙、线路避雷器以及降低进线段杆塔冲击接地电阻这三种措施设置进线段精细化综合保护以加强对雷电侵入波的衰减，并通过ATP-EMTP软件进行仿真研究，验证了该方法的防雷效果。
　　本文的研究成果将对输配电线路进线段长度的设定、防雷措施的设计和整改提供宝贵的借鉴价值，具有重要的实际运用意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本文的研究背景及意义

1．2 国内外的研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第二章 线路雷电过电压对变电站雷害事故的影响

2．1 引起变电站雷害事故的主要原因分析

2．2 线路雷电侵入波对变电站设备安全性的影响

2．2．1 雷电侵入变电站时被保护设备上的过电压分析

2．2．2 雷电波的幅值和陡度对设备安全的影响

2．3 设置进线段保护的作用分析

2．4 本章小结

第三章 输配电线路进线段保护存在问题分析

3．1 引起进线段“反击”雷害事故的原因分析

3．1．1 进线段装设有不当的防雷设备

3．1．2 进线段杆塔接地电阻超标

3．1．3 进线段杆塔上存在低值绝缘子

3．2 引起进线段内“绕击”雷害事故的原因分析

3．2．1 地形、风向因素对绕击率的影响

3．2．2 避雷线保护角的设定存在问题

3．3 造成对进线段外雷电波衰减不足的原因分析

3．3．1 部分线路设置的进线段长度不足

3．3．2 线路的绝缘水平过高

3．3．3 避雷器的动作值与线路绝缘水平配合不当

3．4 本章小结

第四章 输配电线路进线段防雷措施研究

4．1 防止进线段内发生“反击”的措施

4．1．1 拆除进线段杆塔上使用不当的防雷设备

4．1．2 改造进线段杆塔的接地装置

4．1．3 清除进线段内的低值绝缘子

4．1．4 在部分降阻困难的进线段杆塔上加装耦合地线

4．2 防止进线段内发生“绕击”的措施

4．2．1 根据进线段地形、风向情况采用不对称防绕击保护方法

4．3 加强进线段对雷电侵入波衰减的措施

4．3．1 根据不同电压等级线路的绝缘水平确定进线段保护的长度

4．3．2 采用可调式过电压保护间隙设置进线段精细化保护

4．3．3 在进线段的终端杆塔上安装线路避雷器

4．4 对输配电线路进线段精细化综合保护的防雷效果的仿真研究

4．4．1 对35kV配电线路的仿真研究

4．4．2 对110kV输电线路的仿真研究

4．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间发表的论文目录)

附录B (攻读学位期间参与的科研项目)