[发明专利]一种电网高塔输电线路综合防雷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网安全防雷保护系统,确切说是涉及电网高塔输电线路的综合防雷系统。

背景技术

雷电是一种地球大气的放电现象，通常是带负电荷的雷云与大地间的电场强度超过了其间大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的脉冲放电，就是人们所说的雷电。在雷云放电过程中放电电流急剧增大,在闪电到达地面的瞬间,雷电流高达数十千安，甚至可高达数百千安,在雷电通道两端的电位差可达数十万伏特,雷电流所到之处会引起强烈电磁的、热能的和机械的破坏效应。

供电系统自身由于受大功率设备的启停、线路故障，变频设备运行等因素作用会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响，特别是对计算机、通讯系统等微电子设备带来很大冲击。系统运行的异常和停顿，对核电站、医疗系统、大型工厂自动化系统、证卷交易系统、电信局用交换机、网络枢纽等会带来严重后果。

然而, 雷云放电对供电系统和用电设备的影响更为严重。架空输电线路直接遭受雷击，线路电压速升到几十万伏特而引起绝缘闪路，在雷击点附近的峰值电流可达100KA以上，雷电流在线路上能传输1公里以上的距离 ,这种破坏是致命的。

在电网高塔输电线路中,寻求有效的防雷措施,保障电网的安全及稳定运行,关系到国家经济活动的有序进行及居民用户的正常生活。

在现有的电网高塔线路中，常规的配网绝缘设计，0.4KV为1个绝缘子，10KV为2个绝缘子，绝缘水平远低于40KA,依据IEEE曲线,雷电流幅值出现在7—40KA范围内的地闪占63.19%。因此,大部分地闪都可导致电网雷击跳闸，并导致绝缘线断线。

由于受配网绝缘子结构的限制，采用增加绝缘子片、增加避雷器、安装架空地线等措施，都不能确保线路的绝缘水平超过地闪雷电流。

发明内容

本发明的目的在于：针对电网高塔输电线路高、跨区长, 揽雷面大，自然环境恶劣区段多等特点，提供一种以电网高塔防护为中心，防反击与防绕击并重,实现对输电线路、变电站的全方位雷电防护,构建多层次、全方位、立体化的综合防雷系统，可显著降低雷击的跳闸率。

 实现本发明目的采用下述技术方案：

一种电网高塔输电线路综合防雷系统,其特征在于：在变电站变压器出站端的三相端口, 分别引出接地的防浪涌装置和送至电网的三相输电线路,在该三相输电线路的每支相线上串接一支过电压隔离器，从过电压隔离器输出端引出的送网输电线路送至高塔, 通过在塔上挂接的各相绝缘子串支撑架空输电线路,在支撑每相线路的绝缘子串两侧的相线上各装一个纳米磁阻流器, 在高塔顶部装有雷电接闪器, 通过金属塔身与埋在塔下地里的可维护地网连接,在塔顶上还架设有避雷线。

所述防浪涌装置,是对输电线路瞬态过电压采取的防护措施：在变电站变压器出站端的三相端口与大地间设置大容量电源防浪涌装置,该装置具有100kA/相以上的最大冲击容量, 及小于2800V的限制电压。这级电源防浪涌装置,能承受雷电和感应雷击的大电流,并吸收高能量浪涌电流的能量,将大量的浪涌电流分流到大地。这种电源防浪涌装置的重要作用是对这部分浪涌能量的吸收和抑制，有效解决了过电压保护中的殘压问题，为变电站二次设备提供安全有效的过电压保护；  

所述过电压隔离器,是一支封闭在耐高压冲击绝缘密封套管内，由多级L_ir_ic_i单元电路串联而成的LRC电路，其中各L_ir_ic_i单元电路，可由装在该绝缘密封套管内的一根耐高压冲击的电感线圈、以及间隔套装固定在该电感线圈外表面上的多块纳米强感应磁体环构成，电路的两端接装有带电源线的金属法兰，串接在电网变压器出站端三相输电线的每支相线上，成为具有等效电感为100—260μН、等效电容为80—200pF的大功率低通滤波器，在正常工频运行下无阻抗，在遇有1M—10MHz雷电脉冲感应下，会产生高达2×10³Ω—2×10⁶Ω的高阻抗，阻隔过电压对变压器的冲击，这种过电压隔离器具有的最低耐压为450KV、抗有效雷电流幅值为350KA；

所述纳米磁阻流器, 其壳体内的磁体，是由具有相同直径和相等厚度的两个半圆块纳米磁体组合而成,在组合成一体的两个半圆块纳米磁体的中心部位制有输电线穿插孔，在组合成一体的两个半圆块纳米磁体的一条直径的两端部位，分别制有与各自半圆块纳米磁体形成一体、固定两个半圆块纳米磁体的螺栓连接块及其连接螺栓;