一种外移式防雷保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及供电系统保护领域，具体涉及一种外移式防雷保护系统。
【背景技术】
[0002]目前为止，电力架空线路的防雷技术主要是35KV及以上电压等级线路装设架空地线，站所装设避雷针和常规避雷器。1KV及以下电压等级线路不配置架空地线，只配置常规避雷器，站所配置常规避雷器和避雷针。现有的架空输电线路防雷主要存在以下几个问题:
[0003]I)当雷云下行放电时，架空地线可将一般能量的雷电流导入大地，从而达到保护线路免受雷电直击的目的。实际运行中亦发挥了重要作用。但是在多雷区和强雷区则存在两个问题:
[0004]—是无法防止绕击雷电。因为绕击雷电多为分支流注放电结果，运行方向多为横向或斜向，可绕过避雷线直接击中导线。当流注头形成密集电荷中心脱离分支流注时(通常称为“球雷”)电位更高，运动方向更不规则，时常击中导线或在避雷针之间穿过，击中站所户外母线与设备，发生雷击断电或损坏设备事故；
[0005]二是雷击避雷线或塔顶时，若强度大，即使接地电阻很小，由于接地网瞬间释放能力有限，瞬间分布电压仍较高，反击线路击穿绝缘子，导致断电故障。
[0006]2)线路和站所避雷器的绝缘配合裕度低，通流能力小。对雷电施加在设备上的分布电压抑制效果差。以1kV避雷器为例，线路型避雷器残压值一般为50kV，绝缘配合裕度近似为零，2ms方波通流100A。当雷电流达数千或数万安培或更大时，必延长雷电电压施加在设备上的持续时间，危害设备绝缘。经常发生的设备绝缘击穿了，避雷器不动作或避雷器动作的同时击穿设备绝缘。
[0007]3)架空线路杆塔接地电阻过大或过小均成为雷击选择目标。因单体设备与群体设备不同，接地电阻大，则雷电在杆塔或设备上的分布电压高，持续时间长，危害设备绝缘，易反击损坏绝缘子。接地电阻小的杆塔易成为雷击选择目标。一旦成为强雷击目标，同样会发生击穿线路绝缘子的后果。
[0008]4)发生在导线上的强感应雷电或雷击导线时，只能靠避雷器释放雷电流，因避雷器本身的电阻为兆欧级，因此对雷电冲击波头释放不够充分，两端冲击波将发生冲击波头折返叠加问题。尽管有释放点可以缓解，但仍可能发生问题。实际运行中，此类事故多有发生。
【发明内容】
[0009]本申请根据雷云放电诸多特点和雷电对架空线路的各种侵害形式，在被保护区配置外移式防雷保护的导闪系统、入射释放系统、绝缘配合系统和接地阻抗匹配系统，以建立低阻抗通道和加大预放电量的方式，削减雷云先导电位至lKV/cm以下，对被保护区的诸多线路形成封闭式保护，使其不发生低空近距离闪击，从而达到彻底消除雷电绕击、强直击、强感应和强反击的目的，实现架空线路的安全运行。具体技术方案如下。
[0010]本申请提供一种外移式防雷保护系统，其包括导闪系统、绝缘配合系统、入射释放系统和接地阻抗匹配系统；所述导闪系统为低阻抗通道放电尖端点，改造雷击选择性和随机性，适应先导预防电，消减雷电先导电位；所述绝缘配合系统是指雷电过电压的绝缘配合，缩短雷电施加在被保护系统上的分布电压和持续时间；所述入射释放系统是指释放雷电冲击波头，降低雷电入射电压，抑制电网中性点位移电压；所述接地阻抗匹配系统通过多支路低阻抗通道方式改变雷击选择性，并通过多支路低阻抗通道分别与导闪系统、绝缘配合系统、入射释放系统进行系统匹配。
[0011]进一步地，本申请中所述导闪系统至少一套，每套导闪系统由至少三个导闪塔、多个匹配点及接地单元构成。在实际应用过程中，如果线路较长(超过30Km)、雷电易击段较多时，所述导闪系统可设置多套，以便达到更好的防雷效果。
[0012]优选地，本申请中所述导闪塔为三到六基导闪塔，所述匹配点为被保护区的地面附着物，如建筑物、铁塔、线路等。
[0013]优选地，本申请中所述导闪系统设在被保护区的边缘，所述导闪塔垂直于边缘线路的水平距离为42-2721m，所述导闪塔之间的对角水平距离为1495_5420m。
[0014]进一步地，本申请中所述入射释放系统由至少一组高值电阻器、低阻抗接地变压器及接地单元构成，安装在被保护区的变电站或开闭所母线或主变压器中性点。
[0015]进一步地，本申请中所述入射释放系统由至少一组高值电阻器、接地单元构成，安装在被保护区的变电站或开闭所主变压器中性点。
[0016]进一步地，本申请中所述绝缘配合系统由至少一组低残压避雷器构成，安装于被保护区线路边缘和站所出入口。
[0017]进一步地，本申请中所述接地阻抗匹配系统为在保护区的保护物和被保护物之间建立多支路低阻抗通道:首先选取参考点，然后根据雷电先导头的高度、参考点的电阻值及高度、被保护区常年土壤电阻率及接地电阻值、空气间隙击穿距离等计算调整各个通道的接地阻抗值，阻抗调整的保险系数为1.45。具体的调整方法如下所述:假如A为l/η低阻抗通道，B为l/η被保护物，且A、B高差不大于7.2m，A、B间水平距离不大于50m时，A的接地电阻值小于B的接地电阻值的计算差值为1.4时，应乘以1.45系数加大差值，人为降低A的电阻值。若客观条件无法实现时，采用阻抗匹配单元，或提高B的接地电阻值。但加大B的电阻值时，不可超过极限值。
[0018]优选地，在接地阻抗匹配系统中通常选取被保护区中心的最高和最低地面附着物作为参考点。当被保护区的线路通道具有多电压等级线路时，按最低电压等级线路高度选择参考点。
[0019]有益效果:本申请针对雷电侵害形成发展和放电过程特点，采用破坏强雷电生成条件的办法，使其不产生雷电绕击(含球雷)、强直击、强感应和强反击；而现有技术是强雷电发生了去防护，本申请是对已有技术的补充和完善；可大幅度降低断电事故的发生，减少直接和间接损失；尤其对大中型企业，如石油、化工、冶金、矿山、易燃易爆场所、机场、港口、电气化铁路、通讯、广播电视、军事工业、军用设施等重要输电线路的供电可靠性极为有利。
【附图说明】
[0020]图1本申请所述外移式防雷保护系统结构示意图；
[0021]图2半径30km范围内发生雷电的释放曲线图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及实施例对本申请作进一步的解释说明。
[0023]如图1所示，为本申请提供的外移式防雷保护系统的结构示意图；本申请提供的外移式防雷保护系统包括导闪系统、绝缘配合系统、入射释放系统和接地阻抗匹配系统。
[0024]所述导闪系统一般由三到六基导闪塔和多个匹配点及其接地单元构成，当与绝缘配合、入射释放和被保护区的被保护物接地电阻进行系统匹配后，可发挥如下作用:①、适应雷击选择性，使其成为低阻抗通道的放电尖端点，改造雷击选择性和随机性，因外移式防雷保护的导闪系统一般情况下，均在远离被保护区的边缘，线路水平距离42m-2721m，对角水平距离一般为1495-5420m，另因雷电绕击在一般情况下是分支流注放电的结果，运动方向多为横向运动，当遇有同性电场或相关因素时改变方向所致。多数情况下为雷云先导电位高、放电距离近时产生，当放电距离远时不产生。因绕击球雷或分支流注在运行中衰减较快，当距离远时自行消失。②、适应先导预防电的特点:导闪系统不仅仅是低阻抗通道的尖端放电点，更是先导预防电的重要渠道之一，当实施接地阻抗匹配后，将其改造为主渠道，以此削减雷电先导电位。另一方面，多支路低阻抗通道，可适应负极性多支路放电和正极性少支路放电。当预防电较充分时，先导电位自然被削减和降低。因为就一大片雷云的某一局部而言，单位时间的电荷量是有限的，从大量释放到在电子崩的作用下重新生成高电位，在时间上总要有一个过程，又要重新生成和释放的过程。
[0025]所述入射释放系统是根据中性点电阻接地装置的原理由至少一组高值电阻器和低阻抗接地变压器及接地单元构成，一般安装在变电站或开闭所母线或主变压器中性点(若安装于主变压器中性点时，可不配置接地变压器，或采用等效方式)。其作用如下:①、释放雷电冲击波头，降低雷电入射电压，长距离输电线路某段发生感应雷电或雷击导线，都要发生雷电冲击波头，以300Km/ms的速度向变电站和负荷侧侵入，危害系统设备绝缘，当线路中间段发生强感应或雷击导线时，若释放不充分，将出现两侧冲击波头叠加，加剧对绝缘的伤害，通常依靠避雷器释放，是十分必要的。实际运行中也发挥了重要作用，如分梯次释放等，但是，当发生雷电强度大或设备绝缘强度低于避雷器残压值等问题时，则不能完全消除雷电侵害，有时发生避雷器动作的同时，设备绝缘击穿或避雷器未动作时设备绝缘已击穿等问题即如此。入射释放装置是低阻抗通道，适时释放，不蓄积能量，可快速释放入射电压，不存在波头叠加问题，见半径30km范围内发生雷电的释放曲线图，如图2所示。②、单相击穿不扩大事故:若系统设备绝缘水平低于1.7PU，雷电击穿单相绝缘时，不发生演变的内部过电压，如高频与工频电弧重燃过电压和谐振过电压等。因为雷电击穿单相绝缘时，其雷电的放电过程已结束，若系统未装备入射释放装置或电网中性点接地方式有差异，且工频对地电容电流超过国家技术规范的规定，或系统内有一定的谐波分量，则工频电弧重燃过电压、高频电弧重燃过电压和谐振过电压则可能发生或必然发生。本申请通过