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电缆线路怎么防雷,怎么接地?


答:一、电缆的防雷保护
电缆线路的防雷保护主要是针对电缆的主绝缘和金属护套两方面。
(一)电缆主绝缘的防雷保护
1.保护措施
为了保护电缆的主绝缘,通常使用一些保护装置以防雷击。采用的保护装置有空气间隙和避雷器。保护装置通常安装在架空线侧和变电所侧,与被保护的电缆导体并联并且接地,只在少数情况下根据需要才在电缆两侧都安装。
2.保护装置
(1)使用保护间隙作为防雷保护装置。保护间隙是一种比较简单的避雷装置,也是最早期用来防雷的保护装置。它是由一对电极及其间的空气间隙组成的过电压限制器。虽然保护间隙结构简单、价格低,但它的放电特性易受气象条件的影响,并且在截断雷电流时会产生振荡特性的高频电压,进而会引起电缆的绝缘强度下降。因此目前已很少再采用保护间隙来作为电缆主绝缘的防雷保护装置。
(2)使用避雷器作为防雷保护装置。避雷器是历来使用最多的防雷保护装置。它能释放过电压能量并限制过电压幅值。正常情况下避雷器不导通(最多只流过微安级的泄漏电流),而在雷电流侵入时,当作用于电缆和避雷器上的电压达到避雷器的动作电压时,避雷器导通,通过大电流,释放过电压能量,并将过电压限制在一定水平,以保护电缆的主绝缘。在释放完过电压能量后,避雷器会恢复到不导通的正常工作状态。
避雷器分为阀式避雷器和管式避雷器两大类,阀式避雷器又分为有间隙和无间隙两种。有间隙阀式避雷器的基本元件是火花间隙和以碳化硅或氧化锌为主要原料的非线性工作电阻片(简称阀片),这些元件串联叠装在密封的瓷套或其他绝缘材料的套筒内。无间隙阀式避雷器的基本元件则只有阀片,它的主要材料是氧化锌或其他金属氧化物,故通称金属氧化物避雷器或氧化锌避雷器。氧化锌避雷器由于其具有体积小、重量轻、保护性能好等优点,是目前最常用的保护电缆的避雷器。管式避雷器又称为排气式避雷器,目前在电缆防雷保护中使用不多,这里就不介绍了。
(3)使用避雷针、避雷线作为防雷保护装置。使用避雷针、避雷线也是防雷的有效措施之一。避雷针是将雷电引向自身并泄入大地使保护物免遭直接雷击的针形防雷装置。避雷线是架设在被保护物上方水平方向的接地导体,又称架空地线,它可将雷云对地的放电引向自身并泄入大地,使被保护物免遭直接雷击。
在发电厂、变电所,除了使用避雷器防雷,也采用避雷针(线)作为防雷保护装置,处于这些地方的电缆也就由此受到了保护。
(二)电缆金属护套的防雷保护雷电流不仅会侵入电缆的导体,还会侵入电缆的金属护套。当雷电流侵入时,雷电波在终端和绝缘接头的金属护套处会发生畸变,产生出相当高的过电压(其理论解析较为复杂,这里就不介绍了),会导致电缆的外护层被击穿,从而危及电缆的安全运行,因此也应该对电缆的金属护套、,外护层作防雷保护。但从经济角度考虑,仅对110kV及以上电压等级的电缆的金属护套、外护套作防雷保护,这是因为这些电缆往往是单芯电缆,其外护层对地绝缘有严格的要求,必须保持完好,否则会发生故障和事故。
雷电流在金属护套的传输现象很复杂,对此世界各国正在加紧研究,因此迄今为止,还没有标准的电缆金属护套的防雷保护措施。这里介绍的是当今日本对电缆金属护套所作的防雷保护措施。
1.气体绝缘金属封闭电器(GIS)电缆终端处的保护措施(1)在GIS电缆终端处,为防止高频雷电流侵入,通常将这一侧的电缆终端外导电层接地;当电缆的另一侧在铁塔上并已接地时,则在GIS侧的电缆金属外护层与大地之间加装外护层保护装置。外护层保护装置以往通常使用由碳化硅元件和串联间隙构成的装置(阀片),近年来国外已广泛使用氧化锌避雷器。
(2)在GIS电缆终端的连接处安装绝缘筒,并可在绝缘筒处使用保护装置,如图1-1所示。绝缘简一方面可防止GIS和电缆的金属护套之间流过工频循环电流,另一方面可防止雷电流侵人记录事故用的电流互感器侧。所安装的保护装置往往采用上述氧化锌避雷器等外护层保护装置,也有部分使用高频雷电流旁路电容器。高频雷电流旁路电容器是将云母电容器配置成圆筒状的电容器。因其具有频率越高电流越小的特性,故将其布置在绝缘简之间,以便形成高频雷电流的旁路回路。
2.户外终端处的保护措施
与GIS电缆终端处的保护措施类似,通常将户外终端侧的电缆金属护套接地,另一侧通过外护层保护装置接地;而当电缆另一侧在铁塔上并已接地时,将户外终端侧加装外护层保护装置再接地。.
3.铁塔上终端处的保护措施
处于铁塔上终端处的电缆,它的金属护套也必须接地。具体的接地方式有两种,如图1-2所示。
(1)将电缆的金属护套与铁塔直接连接,即通过铁塔间接接地(铁塔本身是接地的)。此时由于铁塔塔体与电缆金属护套处于同一电位,平时金属护套的感应电流会流到铁塔上,对铁塔会有腐蚀作用。
(2)将位于铁塔上的电缆的金属护套用接地线引至地面并接地,即直接接地。当接地线过长时可另加装保护装置(多用避雷器)并接铁塔。与方式(1)相比,电缆金属护套的电流不会流到塔体上,但缺点是雷电流侵人时,由于接地线长、波阻抗大,抑制雷电流不充分,导致电缆金属护套与塔体之间的电位差很高。为解决这一缺陷,可用一接地线另加装保护装置(多用避雷器)与铁塔相连接,如图1-2(b)所示。当电位差达到保护装置的工作电压时,保护装置动作,将雷电流直接导向铁塔进行放电。
4.绝缘接头处的保护措施
对于交叉换位处的绝缘接头,必须采用外护层保护装置对接头的绝缘筒作防雷保护。
以上所说的外护层保护装置,国内以往通常使用由碳化硅元件和串联间隙构成的装置(又称阀片或外护层保护器),近年来已广泛使用氧化锌避雷器来替代。

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