摘要:由于输电线路大都处于较为空旷的地方且线路较长外部防雷措施施加较为困难,因而遭受雷击的可能性也要远远高于有防雷装置安装的变电站。近些年来我国对输电线路防雷的重视程度以及电网整体的抗雷击能力都有所提高,但是由于防雷装置的不合理以及技术水平的限制,雷击诱发的线路跳闸事故仍然时有发生。
关键词:输电线路;差异化;防雷技术;策略
一、雷电危害的主要原因分析
雷电为一种自然现象,因雷击事件造成的财产损失和经济损失现象称之为雷电危害。雷电属于自然界的一种放电现象,雷电具有雷电流其中最大幅值可达数十千安和数百千安,雷电流陡度大、冲击性强、冲击过电压高等特点。还因为雷电具有电性质、热性质、机械性等多类型的破坏作用,因而一旦发生雷击事件都会造成较为严重的后果。其中引起雷电危害主要的原因为:输电线路架设位置属于雷电高发区、输电线路之间的配置存在问题。
1.1输电线路架设位置属于雷电高发区
雷电危害除自身的不可预估性外,还存在一些现实情况的影响。受用电单位地理环境的影响,输电线路在架设的过程中地理环境海拔较高,属于雷电高发区。因此在雷电高发期受到雷电危害的几率较大,为了避免此类地区较高的雷电危害事件发生,针对此类地区的防雷措施的设立也尤为重要。
1.2输电线路之间的配置问题
因电流原因整体的输电线路都带有一定的磁场,雷电也具有一定的磁场。磁场与磁场之间存在相互吸引和相互排斥的现象,整体的输电线路受地理环境和气候的影响,所带磁场会根据环境变化而变化。其中输电线路之间的配置问题,使得磁场现象发生更多的变化,例如密集度较大的输电线路,其所带磁场更大,引发雷击事件的几率也更高。因此为了有效的避免整体的雷电危害,输电线路之间的配置和分布也要严格控制。
二、我国现阶段输电线路防雷问题
2.1对防雷技术手段的选择和应用未进行合理、优化布置
部分单位在开展防雷工作时,常常是各种防雷技术措施一哄而上,既没有充分调查线路落雷的特点,也未仔细研究分析输电线路各区段的差异性,而将各种防雷措施盲目地施展开来。
2.2“病急乱投医”,对部分原理模糊的防雷“新”装置的引入过于激进
近年来,接地模块、“可控放电避雷针”、“防绕击预放电避雷针”、“头部分裂均压式避雷针”等防雷装置在广西电网获得了大量应用。这些防雷装置,其工作原理在学界尚存争议,同时其标称的防雷性能亦未有运行经验相佐证。
2.3防雷工程整体缺乏技术经济考量
①防雷工作的滞后性。在目前的防雷工作中都是通过每年的雷击数据统计的基础上,属于事后数据,这就造成了防雷工作的滞后性,缺乏预见性。②防雷工作的长期性。在输电线路的防雷工作中需要很长时间的操作,所以要对每年的防雷改造的工作进行数据的统计、分析,为以后开展防雷工作做铺垫。③防雷设备的维护。保证防雷设备的正常运行时提高防雷水平的重要因素。由于防雷设备的运行环境都比较危险、恶劣,虽然可以了解设备带来的数据情况,但是不能掌握避雷设备的使用性能,所以要开展防雷设备的预测工作。
三、输电线路差异化防雷策略
根据输电线路的各种不同的条件,合理的运用差异化防雷技术,能达到很好的防雷效果。
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3.1根据电压等级的不同架设避雷线
输电线路的防雷,应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式,并结和当地地区雷电活动的强弱、地形地貌特征和土壤中电阻率的大小等实况,再比较经济技术,选择合理有效的防雷方式。①35kV线路不适合全线装配避雷线,通常在变电所进线的那段装配1~2km的避雷线,同时在雷电比较活跃的地区装配避雷线,或安装相关的避雷器。②110kV线路的全线都应该装配避雷线,在山区中就应选取双避雷线;然而对于雷电活动较少的地段,可以不装配避雷线。③220kV线路的全线都应该装配避雷线,应选取双避雷线。而对于装配避雷线的输电线路,应该专注杆塔上的避雷线对边导线的保护角,一般采用20°~30°的保护角,并同时还应做好杆塔的接地。按照不同的土壤电阻率,设置不同的杆塔的工频接地电阻。对于35kV线路装配的金属氧化物避雷器的一些技术参数,通常应满足以下条件:①持续运行电压(有效值)不小于40.8kV;②额定电压(有效值)不小于51kV;③直流1mA参考电压不小于73kV(范围在73~74kV之间);④标准放电电流5kA等级下残压(峰值)不大于:雷电冲击134kV、操作冲击114kV、陡波冲击154kV。⑤2000μs方波电流(峰值)200A。⑥对绝缘配置,根据线路污秽等级要求确定。
3.2减小杆塔接地电阻
减小杆塔的接地电阻可以在一定程度上使雷击杆塔时的电位升高程度较少,这项工作时和架设避雷线配合起来实施的,如果地网接地阻值过大,我们采取的措施是增大地网型号或增加地网辐射线。
3.3架设耦合地线
如果降低杆塔接地电阻有困难,就应该架设耦合地线,也就是说在导线的下方再架设一条地线,这样能够有效地增强避雷线与导线间的耦合,降低线路绝缘上的过电压,还能分流雷电流。耦合地线可以起到分流和耦合的作用,在很大程度上提升了输电线路的抗雷击的水平。架设耦合地线要在导线的下方,着就相当于降低了杆塔的高度,从而减少了绕击率。
3.4加强绝缘
加强绝缘可以采用不平衡绝缘的方式,在雷电活动比较强烈的地段、以及大跨越和进线段,可以采取增加绝缘子片数的措施。因为这些地方发生雷击活动的概率较大,由于塔顶的电位较高,受绕击的概率大,通过适当增加绝缘子片数,增大导线和避雷线间的距离,可以加强绝缘。
3.5合理选择线路路径与装设避雷器
通过许多线路运行经验表示,输电线路的遭雷击部位大都集中于线路中的某段区域。因此,在设计过程中若能够躲避这些易击区、或进行线路的加强、保护,就能有效的防止雷害事故的发生。易遭受雷击的地段主要有:①山区风口、顺风峡谷、河谷等。②潮湿盆地,如铁塔周围有水库、沼泽地、鱼塘、灌木等。③土壤电阻率突变地带,比如演示与土壤交界处,地质断层地带以及小河山谷等处。④地下水位较高或地下有导电性矿地面等。安装避雷器后,能使由于雷击产生的电压高于一定幅值时产生动作,为雷电流提供低阻抗通路,把雷电泄放至大地,能够有效的抑制电压升高,确保线路和设备的安全。
结语
总之,经济发展对电力资源的强烈依赖,要求输电线路必须具有较高的可靠性,而雷击已经成为其重要影响因素,输电线路、雷电分布等差异导致防雷技术自身也存在差异性,所以应结合输电线路分布位置进行科学合理的选择。做好电力输电线路的防雷设计,不仅能够提高线路本身供电的可靠性,还能确保发电厂、变电所的安全运行。因此,对电力输电线路的防雷设计措施进行探讨,确保线路防雷水平的提升对电力系统而言是必不可少的。
参考文献:
[1]张俊芬,陈观发,邓永辉.输电线路差异化防雷技术与策略[J].信息通信,2013.
[2]何志潘.输电线路差异化防雷技术与策略[J].建材与装饰,2013.
作者简介:
郑帅(1986.11.02),男,蒙古族,辽宁省朝阳市人,技师,本科,输电带电班技术员,主要从事输电线路停电及带电检修工作,变电站的带电检修工作,班组的安全、技术资料管理
论文作者:郑帅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/15
标签:防雷论文; 线路论文; 雷电论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 工作论文; 磁场论文; 《电力设备》2017年第4期论文;