架空输电线路防雷措施研究论文_刘晓,高峰,姜淼钟,高瑜婕

架空输电线路防雷措施研究论文_刘晓,高峰,姜淼钟,高瑜婕

(日照阳光合源电力工程有限公司 山日照 276800)

摘要:架空输电线路属于我国电力机制以及电力网之中的一项关键性构成成分。当架空输电线路受到雷击,就会迅速地导致线路闭合装置的骤然性跳闸,线路构件和相关的电气设备受到破坏、供电突发性地中止,更严重的还会出现系统完全性崩溃等恶劣故障。所以,架空输电线路过程中的防雷工作已经是电力系统防雷任务的关键性板块。在长时间地践行期间,电力的有关单位业已获得了诸多的经验教训,架空输电线路的雷击故障依然是损害电力系统安全的重要因素。

关键词:电力工程;输电线路;雷击跳闸;防雷技术

引言

架空线路是电力系统的重要组成部分。由于配电线路的地理位置复杂,绝缘水平低,易遭受直击雷和感应雷而产生过电压现象,导致跳闸事故概率较高。配电系统是电能分配的最后一级,直接与用户相连,再通过配电变压器将电能分配到普通用户中,其运行安全稳定性直接关系到电力用户的用电可靠性。我国长期以来对输电线路的关注要远高于配电线路,实际上配电线路与用户的关联更为直接和密切,这种线路的防雷保护是薄弱点,同时也是提高电网供电可靠性的关键点。

1架空输电线路雷击跳闸原因分析

(1)安全技术措水平有限。一些配电线路装置还无法契合相关设计的有关条例标准,没有按照现实的规定装配针对性的防雷设备,一些10kV配电线路装置在接地设计过程中,务必要全方位考量防雷的安全手段,或者还没有按照区域性划分的特征来推行具有针对性的防雷对策建议。

(2)杆塔出现问题。部分主网线路里的水泥杆都是利用一些内部的钢筋予以顺利接地的,只要大的雷电流录用杆内部钢筋,就极有可能导致水泥杆的炸裂,从而导致其杆塔出现了故障,特别是部分运转环节结束后,其表面产生了一些裂纹问题或风化程度高的水泥杆。

(3)架空地线出现问题。部分线路保护角大于正常值,对雷击招致一定的接地阻碍作用。例如在部分多雷的空间范围,就很难契合相关条例中220kV输电线路双避雷线保护角不会超过20º。

(4)择选普通型合成绝缘子所产生的问题。相关的工作人员在择选绝缘子类型的过程之中,通常都会由于合成绝缘子养护及核验强度不高,所以主网线路在多雷的范围会运用诸多普通型合成绝缘子。因为合成绝缘子的两侧都压环,导致出现部分的空气缝隙,让它的防御雷击的能力比相同类型装配高度的瓷绝缘子要低。按照有关的条例规定,可以知道,在雷击频频发生的空间范围,普通合成绝缘子不适用。

2架空输电线路防雷措施

2.1搭设避雷线

搭设避雷线是输电线路之中,防御雷击万体的关键手段之一。通常来说,避雷线的首要效用就体现在避免雷直击到导线之中,而且还具备分散电流方面的效用,由此降低经由杆塔的雷电流,同时拉低塔顶的电位。相关的电力工作者有效地利用对导线的耦合效用,能够在很大程度上降低线路绝缘子的整体电压;由此产生对导线的屏蔽方面的效用还可以有效地减少流经导线过程中的过电压。一般而言,线路之中的电压越大,运用其避雷线所呈现的结果就越符合预期,同时避雷线所需要的投入成本不高,具有很强的经济性。根据有关的条例指明,220kV之上电压层级的输电线路务必要提供全线搭建避雷线处理,而在110kV的线路之中通常也需要提供全线搭设避雷线处理。不仅如此,致力于有效地提升避雷线对导线的抗干扰成效,降低绕击的比重,避雷线导线的保护角一定要尽可能地低,如在500kV或以上的超高压情况之下,相关的工作人员都需要搭设好一系列的双避雷线,保护角通常处在15º之下。在一些偏远的山地丘陵地区,还需要运用小的保护角。

2.2架设耦合地线

耦合地线往往架设于线路导线的下方部位,架设耦合地线也是防范输电线路雷击故障的较好的方法,采用架设耦合地线的方法,可以降低雷击时绝缘子上的感应电压,防范绝缘子被过大的瞬时感应过电压损坏。架设耦合地线能够起到对雷电流的分流作用,对于减小架空输电线路的反击雷跳闸率,有较好的效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实践证明,当线路杆塔处于较差的地质条件下,比如山区岩石地带,杆塔的绝缘电阻不容易进行降低时,采用架设耦合地线的方法,对于防范雷击危害有很好的效果。

2.3加装保护间隙

架空输电线路有疏导型和阻塞型的防雷措施,之前的一些防雷措施是属于阻塞型的措施,它们可以提升架空输电线路的耐雷水平。相比而言,也有一些防雷措施是属于疏导型的,比如加装保护间隙。加装保护间隙,可以通过在绝缘子之间加装并联间隙来实现,将间隙装置并联在绝缘子之间,可以增大间隙的空间,使雷电的闪络在间隙之间发生,起到疏导防雷的作用,实现避免电弧损伤线路的现象。安装保护间隙时,在绝缘子的两端,并联一对招弧角,此招弧角长度小于绝缘子的长度。

并联间隙,可以转移和疏导工频电弧,可以改良工频电场,还可以改变雷击闪络路径,是具有多种功效的防雷装置。并联间隙的电极,也叫作均压引弧环或招弧角,这与它的结构有较大的关系。

2.4安装线路氧化锌避雷器

氧化锌避雷器,可以抑制雷电过电压引起的内部过电压,也可以抑制操作过电压引起的内部过电压。氧化锌避雷器可以减小雷击架空输电线路放电时的最大值,从而起到保护输电线路的目的。氧化锌具有非线性的伏安特性,在架空输电线路正常运行时,流过氧化锌避雷器的电流极小,不会影响线路的正常运行。但是当出现过电压,比如雷电压时,氧化锌避雷器的电阻会产生一种急剧的降低,从而起到疏导雷电流的作用,保护架空输电线路不受雷击的伤害,同时,在雷击过后,氧化锌避雷器又恢复到正常的运行状态。

2.5装配侧向的避雷针

根据过往的经验教训可知,输电线路的绕击耐雷水准,在很大程度上小于直击以及反击耐雷顺准,因为地线与杆塔二者对弱雷的诱发程度远远不及强雷,所以弱雷极易穿透其防护装置而迅速地绕击到导线之中,当它产生的整体强度要远远大于绕击耐雷水准的情况之下,就极有可能出现雷击跳闸问题。在降低保护角问题上出现阻碍的状况下,于地线或杆塔之中装配一些侧向水平的短针是一项较为合理的防雷手段,在很大程度上这是由于针较之于线,更加容易产生迎面放电,由此就可以中途拦截下行先导,还能够逐步地强化地线及杆塔的吸引雷电效能。水平方向搭设短针等工具可以高效地防御弱雷问题,不过在装配的过程中,相关的工作人员务必要按照各种杆塔大小来予以严密地装配处理。

2.6增强线路绝缘水平

适当增加绝缘子的爬电距离,比如增加片数、使用爬电距离更大的绝缘子类型、使用更长的绝缘子等,能够提升雷电击穿的电压幅值,可以提升线路的耐压水平,达到增强绝缘水平的目的。但要做好输电线路与变电站之间的绝缘配合,避免架空输电线路成功防范雷击,却造成雷电波入侵并损坏变电站设备的事件发生。

3 结束语

综上所述,输电线路的防雷是减少电力系统雷害事故及其所引起电力损失的关键。做好输电线路的防雷设计和施工,不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性,而且可以使变电所、发电厂安全运行得到保障。

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论文作者:刘晓,高峰,姜淼钟,高瑜婕

论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期

论文发表时间:2019/12/9

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