高压输电线路防雷措施应用论文_邹东山

高压输电线路防雷措施应用论文_邹东山

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0前言

输电线路分布广泛,而且大多数地处旷野,很容易遭到雷击输,一旦跳闸就会影响输电线路的正常工作。为保障电路运行的安全,必须采取有效地防雷措施加以预防,找出各种改善线路雷电性能的措施,以期确保电力输电线路的安全可靠运行。

1 输电线路进行防雷举措的重要意义

在整个电力系统中,高压输电线路占据着极其重要的地位,其运行的安全性直接影响到了电网系统的运行。高压输电线路不仅是整个电力系统中的主动脉,而且也是连接各发电厂、变电站以及重要用户之间的桥梁,它运行安全与否直接关系到供电的可靠性。输电线路一旦遭遇雷击就会产生跳闸甚至不能使用,由此产生相应的电网事故,影响电网的基本运维,也会在一定程度上产生很大的经济损失。在电力系统各项故障中,因雷击而引发的故障比例相对较高。同时,高压输电线路自身的结构通常较为复杂,一旦遭受到雷击灾害,容易出现跳闸、停电、甚至引发火灾,不仅影响到输电线路的正常运行,还危及人们的生命财产安全。输电线路因雷击引起的故障跳闸频繁发生,故线路的防雷工作日益受到各级电力部门的高度重视。在此背景下,我们通过对雷电情况和雷击类型分析,研究重点防雷线路和重点防雷杆塔,论证了可行性防雷方案,确定了以接地装置整治、安装杆塔避雷器为主要内容的防雷方案并实施完成。因此做好高压输电线路防雷措施,对于维护电力系统的正常运行,维持人们日常生产与生活所需,有效保障人们的生命财产安全,乃至有效促进经济的发展,都有着积极的现实意义。

2 输电线路雷害的主要原因

输电线路的雷击闪电成因,是天空雷云放电形成过电压,借助输电线路杆塔产生放电通道,电路绝缘被击穿,通过这样的方式形成的电压就是大气过电压,包括感应雷过电压和直击雷过电压。由于自然条件的影响,如地区夏季潮湿多雨,雷击、闪电现象经常发生,在空气湿度较大时,容易导致输电线路内部受潮,输电设备的老化,输电线路腐蚀严重,对电力输送造成不利影响。加之雷击现象经常发生,输电线路布局不合理,在电力输送过程中,容易导致输电线路瘫痪,不仅影响了输电设备的正常运行,还对人们的生产生活造成影响。高压输电线路雷击闪络是输电杆塔受到雷云放电所产生的电压,形成一个放电通道,这就会形成绝缘线路的击穿。这种的电压可以称之为大气过电压。这种大气过电压可以分为直击过电压和感应过电压。由于高压输电线路受到雷电的冲击,形成一个放电的通道。例如110KV高压输电线路主要受到直击雷作用,直击雷可以分为反击和绕击,不论哪种情况都会对输电线路的安全运行产生危害。雷电绕击的电流较小,结合电流路径小,而雷击反击的电流大,结合电流路径大这些雷击现象都会严重影响输电线路的安全。因此,需要对雷击的性质进行分析,并采取适宜的防雷手段,进而起到防雷的效果。

3 输电线路的具体防雷对策

3.1降低杆塔的接地电阻

输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻。杆塔接地电阻由于受到接地体的腐蚀、山坡水土冲刷和外力破坏时,容易导致杆塔接地电阻的增加。同时输电线路在遭受雷击事故时,其电压、电流、电阻都会发生变化。降低塔杆接地电阻值对于增加线路的防雷水平也是一种行之有效的方法,一般搭配避雷线一起使用。目前常用的减低阻值的方法有:利用降阻剂,在接地极的周围辐射降阻剂;爆破接地技术,通过爆破技术将接地装置炸裂,然后用压力机将低电阻材料压入缝隙中,将整个电阻的电导率降下来;扩大接地面积;采取水平外延接地体、深埋式接地极、填充低阻物质以及加装导电接地模块的方式,尽可能地降低杆塔的接地电阻,这是提高输电线路耐雷水平的基础,是最经济、有效的手段。

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3.2加强线路的绝缘

绝缘子是输电线路的组成部分,在预防雷击事故中,绝缘子能够真正起到预防雷击事故。在电网建设中,应加强对绝缘子的检测和管理,严格控制其质量指标。在中高杆塔应用大爬距悬式的绝缘子、适当增加绝缘子的片数、增加杆塔顶端的空间距离,可以改变线路的绝缘性,提高输电线路的抗雷击性能。对于已经安装好的绝缘子,应按照输电线路的相关规程,定期进行绝缘子检测,对发现的低值、零值绝缘子,及时更换不合格产品。不平衡绝缘方式具有较强的经济性,并且操作起来较为方便,能够有效提高线路的绝缘水平,进而增加了反击和绕击的耐雷能力。在高压线路具体运行中,高杆塔、大跨越的线路跳闸几率明显高于一般线路,为了降低跳闸事故发生几率,可以适当加大避雷线与大跨越档距导线之间的距离,也可增加线路绝缘子串的数量,从而增强绝缘性能。

3.3科学安装避雷设施

避雷针是防雷避雷技术的关键,它能在雷云距离地面还有一定高度时,检测到雷云先导放电进而改变先导放电通道产生电场方向,最终将雷击引导到和避雷针相连的接闪器上,将雷云中的活跃电荷转移到避雷针上释放,从而将雷击的危害降低到最小。架设可控避雷针可以有效地预防直击雷,降低杆塔直击雷故障的发生率,实用性强,防雷效果好,因而目前得到了广泛应用。由于避雷器与绝缘子之间处于并联状态,在雷击事故发生时,能够有效避免线路跳闸情况。分析雷电定位系统以输电线路杆塔附近地闪密度为依据分析各区段线路走廊的落雷情况,划分多雷区,结合雷电易击区段确定重点防雷杆塔,为日后扩大防雷范围提供判别标准,科学选点安装避雷器,对直线杆塔和耐张杆塔无引流绝缘子串的一般安装线路型纯空气间隙避雷器,对耐张杆塔有引流绝缘子串的一般安装线路型固定空气间隙避雷器。另外,在设计避雷线的过程中,应保证其直接接地,使得避雷线能够在高压输电线路接触到电压之前,就先将破坏电压有效地传导至地面,使其不再对输电线路具有破坏力。避雷线还可以通过利用导线本身具有的耦合性能降低高压输电线路中的绝缘电压,从而减小雷击产生的感应电压。

3.4输电线路防雷设施检查维护

输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能,降低线路的雷击跳闸率。在雷害高发季节之前,对防雷设备的接地情况进行检查,及时更换不合格的防雷设施,同时根据地形条件和气候条件等综合考虑运行方式。此外,还应加强对相关线路设备的管理,由专人负责,做到定期检查,定期维护。比如,对开关、电缆、避雷器等设备要定期检测,若发现问题应马上进行维护或予以更换。对已经报废或无法满足线路正常运行需求的设备应尽快报备,以加快更换速度。对于输电线路的维护工作一般是分为两个阶段:一个阶段是为了预防雷电灾害而进行输电线路定时的检修与维护,排查相应的风险,增强其抗雷性能;另一个阶段是输电线路遭遇雷电袭击之后进行的后期维护工作。然而在加强对于输电线路的维护工作过程之中需要将前期的防雷检测维护工作与后期遭遇雷电灾害的管理维修工作有机结合起来,将定时检查与不定时抽查的输电线路维修工作落实到位,检查好基本避雷线的架设以及电气设备的基本状况。综合多种维护办法,以提升对于输电线路维护工作与管理水平的方式促进线路防雷水平的提高。

4 结语

总之,雷电活动是一个复杂的自然现象,为了保障高压输电线路的安全运行,采取一定的防雷措施十分必要。加强对线路防雷的管理,因地制宜地采取不同的防雷手段,确保输电线路的畅通,从而提高输电线路安全运行的安全性及可靠性。

参考文献

[1]王丰伟,赵志刚.输电线路防雷地线耦合取电技术研究应用[J].工程技术研究,2016

[2]刘希和,李凯,李艳平,等.电力高压输电线路雷害的预防[J].科技传播,2015

论文作者:邹东山

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第6期

论文发表时间:2019/6/5

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