输电线路差异化防雷技术与策略论文_王俞,万超

输电线路差异化防雷技术与策略论文_王俞,万超

(湖北省防雷中心 湖北武汉 430074)

摘要:企业实施差异化防雷技术的主要原因为电网雷击事件本身在时间、地域上存在的一定规律。这就要求有关部门需要掌握这些规律,进而实施差异化防雷技术。在执行实施差异化防雷技术的时候,工作人员可以从雷电分布和电压等级2方面着手,以期提升防雷技术的实效性。

关键词:输电线路;差异化防雷技术;防雷策略

引言:

防雷体系作为电力建设的重要组成部分,该体系主要由变电站核心防御体系和输电线路外部防御体系构成。输电线路的杆塔高耸出地面,并暴露在旷野或高山,线路距离长、跨度大、分布广、气象条件复杂,所以容易受到的雷电的冲击,严重影响输电线路的稳定性与可靠性。为保证输电线路的正常运行,结合实际运行经验,我国制定出与之相匹配的雷电防御策略,出台了差异化防雷技术措施,提升了输电线路防雷技术管理水平和电力系统对雷电冲击的抵御能力。

1雷电对输电线路破坏的原理

高压输电线路故障的最大的自然因素之一是雷电。浪费能源资源时同时会发生故障,导致整个现代电力系统受损。众所周知,雷电活动能产生热电效应和磁场效应强度,会产生很强的机械损伤,在高压输电线路暴露的荒野特别容易受到电磁辐射的影响,对我们而言会造成很大危害和损失。当前电子设备集成的电压非常高,它们被广泛应用于电力系统的运行中。高度集成的电子设备受雷电电磁脉冲响非常敏感的。当输电线路雷击过后,电磁波会超载,由于集成电路的高灵敏度性,变电站运行设备引线损坏感应敏感器件,这就会使电源监控系统保护设备产生跳闸,输电设备就会造成错误操作。对现在变电站输电网络产生巨大破坏。输电线路被雷击也被称为大气的过压,分为直接雷击过压和雷电感应压两种类型。其原因是当放电雷电产生过压时,以放电线杆为载体,引线绝缘被击穿。通过建立雷电放电通道,异构电荷引起的电荷和地球交换引起的电荷在云中,所以它被雷电击中的和接地的装置还是完好的。当输电线路雷电感应电压达到400kV,绝缘电压值在35kV岁以下会造成很大的威胁,雷电对110kV及以上的线路绝缘并没有多大的威胁。

2差异化防雷技术

2.1雷电分布

雷电分布存在着一定的规律,相关工作人员开展不同的防雷电工作时可以结合雷电分布状况。如此一来,不仅可以提高工作效率,还有助于提高我国电力事业的进步和发展。比如,在一些潮湿的鱼塘、盆地等容易发生雷电事故的地区,工作人员可以安装避雷针、避雷器,避免引起安全事故。避雷器主要是把高压电力引到地面,避免危害到当地的设备。雷电天气的出现本身就是随机不可控的,通过相关研究实践发现,避雷器能够将电力引到地下,起到一定的避雷效果。

2.2电压等级

有关部门根据不同的电压等级进行实施差异化的防雷技术。比如,对于35kV输电线路,施工人员可以在容易出现雷电事件的位置安装避雷器,避免电力安全事故的发生;而对于110kV输电线路,应在其全线布置避雷针。此外,需要在一些山区布置双条避雷针。然而在实际工作中,110kV输电线路在没配置避雷针的位置发生事故的概率也非常低,所以,工作人员要根据实际情况合理实施防雷技术,降低风险率。对于220kV的输电线路,必须配置双条避雷针。这样才可以有效降低安全事故的发生率,为我国电力企业的进步和发展作出一定的贡献。

3差异化防雷技术在输电线路中的应用策略

3.1根据电压等级架设避雷线

输电线路采用何种防雷措施,需要对线路的电压等级、系统运行方式、当地雷电活动的强弱、地形地势以及气候条件状况等因素进行全面、充分的考虑,从而选择合适的防雷方式。以35kV线路为例,额定电压低于35kV的线路即使发生雷击造成短路和接地故障,其故障电流也不是很大,只需采用中性点不接地或者经消弧线圈接地的方式就能使大多数雷击造成单相接地故障自动消除。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即使是两相或三相遭雷击,雷击引起一相闪络后导线能起到地线的作用,增加了耦合作用,使另外两相绝缘子串上的电压下降而不会跳闸。一般情况下,在线路两端变电站进线侧的线路中装配上1~2km的避雷线就能够起到有效的防雷作用。在35kV线路中还需要在一些雷电活跃的区域中安装相应的避雷线,这能起到双重保护的效果。粤东地区某线路根据自身的电压等级设立相应的避雷线,起到了一定的防雷效果,

3.2降低铁塔的接地电阻

如果要想实现输电线路防雷策略中的防雷目标,就必须要降低铁塔接地电阻,并且要根据不同地域的实际情况进行改进或调整,使其完全符合输电线路防雷策略的要求。在实际应用中可以使用的措施有:把电阻较低的材料通过一定方式压入地面,从而能降低铁塔的接地电阻;延长电阻的长度,使得水平方向电阻的冲击系数减小;另外,还可以借助降阻剂来降低接地电阻,但是只能对某一区域使用不能大范围使用。

3.3对线路路径以及避雷设备进行合理的选择

根据相关资料表明,容易遭受雷击的区域有以下几个方面:a.潮湿的盆地;b.山区风13、顺风峡谷、河谷等;c.地下水位较高或地下有导电性矿地面等;d.土壤电阻率突变地段。当在这些地段安装避雷设备之后,可以在雷击所产生的电压高于一定幅值的时候产生动作,这样能够为雷电流提供低阻抗通路,不仅能够将雷电泄放到大地上,还能够对电压升高起到抑制的作用,保证了设备与线路的安全。在我国,由于广泛使用钢接地体,腐蚀问题已日益引起重视,尤其在沿海地区,近年修订的规程中已将铜包钢作为接地装置材料。通过以往线路运行经验表明,输电线路容易遭受雷击的位置大多集中在线路中的某段区域,所以,在对输电线路进行设计的时候,需要对这些容易遭受雷击的地段采取合理的躲避措施,或者是对线路进行加强保护,这样可以有效的防止雷击事故的发生。

3.4按照线路的重要程度、沿线雷区分布,进行地线保护角差异化设计

雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,而绕击约占雷击跳闸率的八成甚至更高。加装耦合地线和减小边导线保护角(地线保护角)是降低绕击率行之有效的根本措施。对运行线路来说一般不进行地线保护角的改造,因为改造起来工作量大,同时增加了安全风险,投入成本过高。在电力建设施工前的设计阶段就应因地制宜地开展防雷差异化设计。例如:110~220kV重要线路的单回路铁塔,其地线保护角取值均不大于10°,而一般线路取值均不大于15°;110~220kV重要线路的同塔双(多)回铁塔均不大于0°,而110kV一般线路取值均不大于10°;钢管杆110kV线路地线保护角不大于20°,220kV线路地线保护角不大于15°。根据杆塔的不同,重要程度不同,电压等级的不同,地线保护角进行不同的取值。

3.5科学装设避雷器

差异化的防雷技术,主要是针对输电线路的实际情况选择合理有效的防雷方式和措施。在输电线路中安装避雷器能够起到良好的效果,主要是能将在雷击产生的电压高于一定幅值时动作,从而有效提供相应的阻抗通路,将电流泄放到大地之中,从而对电压升高的现象进行有效的抑制,提升输电线路的安全性和稳定性。

结束语

输电线路在运行的过程中,引起雷电危害的主要原因为:输电线路的配置问题,以及地理环境问题。针对此类现状经过长期的技术研究发展,当前我国输电线路差异化防雷技术的整体发展也获得了较大的成功。其中主要涉及的差异化防雷技术与策略为:降低杆塔接地电阻、全线架设避雷设备、采用新型防雷技术、根据输电线路沿线地理环境进行防范、针对雷电危害区间进行防范。实施此类防雷技术,以此促进整体输电线路的安全运行,加强供电系统的安全稳定。

参考文献

[1]张田敏,张艳玲.供电网安全运行的防雷技术措施[J].中国标准化.2017(10)

[2]金玏.输电线路差异化防雷技术与策略[J].科技创业家.2013(07)

[3]陈锐郭.输电线路差异化防雷技术与策略[J].科技与创新.2017 (09)

论文作者:王俞,万超

论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期

论文发表时间:2018/11/12

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