高压架空输电线路的防雷措施分析姚晓东论文_姚晓东

高压架空输电线路的防雷措施分析姚晓东论文_姚晓东

摘要:架空线路一般存在于空旷的野外,架设高度达到几十米甚至百米,极易被环境因素干扰,其中影响最大的是雷击,雷击会导致的输电线路跳闸,从而影响线路供电,给企业和人民生活带来不便。现全面解析如何利用科学的防雷手段保护高压输电线路,并调整既有的线路防雷保障手段。

关键词:高压架空输电线路;防雷措施;分析

引言

随着我国电力系统不断发展,架空线路作为电力系统输电的重要部分,保护其不受外界干扰,是保障线路安全及电网稳定运行的前提。架空输电线路遭受雷击后,易造成电气设备绝缘损坏,并造成线路跳闸,且往往无法及时得到抢修,进而影响供电可靠性和电网安全。因此,保证输送电线路的可靠安全,对于确保电网和供电可靠安全意义重大。

1架空输电线路雷电的种类

根据过电压的原理,可以将雷电分为直击雷和感应雷,它们的来源和性质存在较大的区别。其中直击雷会直接击中线路、杆塔和避雷线,从而造成线路的过电压,雷电冲击电流流过被击物体形成幅值很高的冲击电压波,使电气设备绝缘破坏。感应雷则是由于空间大量放电造成线路和大地之间出现强烈的电磁感应,雷云接近输电线路上空时,在架空输电线路上将感应出与雷云电荷量相等但极性相反的电荷,称为束缚电荷。雷云如果对地放电,雷云电荷会出现瞬间放电的现象,线路中感应出来的电荷会变成自由电荷,如果沿着线路进行传播,就会感应出过电压。

2架空输电线路防雷措施分析

2.1 选择合理的输电线路路径

一个合理的输电线路路径是防止雷害的根本措施。因此,在进行高压架空输电线路的建设之前,要进行实地考核,选择最优地点,要根据当地的地理位置、气候条件等综合考虑,形成一个最优方案,从根源上防止雷电的袭击。虽然雷电天气没有规律可循,但是相关人员凭借其多年的工作经验还是可以总结出哪些地势更容易遭受雷击,而哪些地势遭受雷击的概率较小。比如山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区就是雷电袭击的频繁区域。因此,高压架空输电线路选择架设方向时,应尽量避开以上地区,最大程度地避免雷电袭击,尽量避让重冰区及微气象区等。

2.2 选择适当的绝缘方式

要保证输电线路持续不断地输送电能,就必须针对电压等级、 运行环境、 气象条件、导线型号科学分析,再选择合理的绝缘配置。一般而言,多雷区、重污区的输电线路应配置大爬距或合成绝缘子;中雷区或少雷区、无污染地区可配置一般的瓷质绝缘子。在输电线路中,近水区域、断面较高地段、大跨越较易遭受雷击,在绝缘配置上要重点考虑,主要方法是增加绝缘子片数或使用大爬距绝缘子,无避雷线的线路可装设避雷线,有避雷线的线路可加大避雷线与导线的距离和增加耦合地线,根据现场运行需要可安装避雷器或加装保护间隙。

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2.3 合理使用避雷器装置

利用避雷器设备可以更加直接地完成防雷工作,将避雷器安装到高压输电线路中,避雷器就起到削弱雷电打击的破坏能力,可以在输电线路遭到雷击时对线路起到充分的保护作用。金属氧化物避雷器的性能几乎不受温度、湿度、气压、污秽等环境条件的影响,因而性能稳定,且结构简单,尺寸小,易于大批量生产,造价低。金属氧化物避雷器有一系列优点,已经广泛用于输电线路防雷中,是避雷器发展的主要方向。

2.4降低杆塔的接地电阻

为了有效确保输电线路的结缘不会被雷击的高压击穿,可以通过减少杆塔的接地电阻来实现。随着杆塔接地电阻的不断降低,塔头电位下降很快,线路中的空气和绝缘就越不容易被击穿,设备的工作可靠性也就会越高。为了有效降低杆塔的电阻,需要根据杆塔设计的实际情况,掌握地网设计中需要达到的接地参数,并根据实际土壤电阻率来确定合适的接地电阻,并制定相关的施工方案和质量标准。只有杆塔的接地装置满足了设计的要求,才能有效提高设备的耐雷水平。在对旧电网的改造过程中,在完成新接地的改良工作后,应该新地网络和旧地网络有效连接起来,这样可以进一步降低接地电阻。当前在实际的接地设计中,经常会采用水平放射型接地、垂直接地、水平加垂直混合地网、水平网络接地等接地形式。在实际的应用过程中,深孔垂直接地的阻抗效果最好,如果施工条件满足,应该尽量采用这种地网形式,这样才能充分提高接地装置的散流效果,让接地保护装置可以充分发挥自身的作用。

2.5控制线路保护角

输电线路的保护角与绕击率存有线性关系,缩小保护角,可以控制绕击率,从而降低线路跳闸率,针对已经建设完毕的线路运用该种防雷手段,需要极高的技术成本,面对山区中的输电线路,杆塔塔头会给线路带去一定的限制,大幅度缩减保护角的施工工作难以有效展开。增大避雷线与输电线之间的耦合系数可以减少绝缘子电压的反击和感应电压的分量,从而减少雷电事故,而架设耦合线可以增大避雷线与输电线之间的耦合系数;我们可以通过降低绝缘子承受的电压,从而提高线路耐雷水平,而架设耦合电线可以增大分流雷击塔顶时向相邻杆塔的破坏作用,同时耦合电线也有一些其他限制:架设时需要检验杆塔强度,以及耦合地线和输电线的距离;而且架设耦合电线施工比较困难、受严格地形条件限制;同时还会增加线路损耗;而且造价成本也比较高。

结语

高压输电线路的防雷必须因地制宜,从经济、工程角度出发,采取相应的防雷措施。同时,为了使防雷措施有效可行,必须大力开展雷电观测工作。要密切配合当地气象台站和科研部门,掌握各种雷电资料,以便更好地指导防雷工作。 在做好防雷工作的同时,还应继续加强技术管理,建立健全有关技术资料和图纸, 认真分析和利用这些宝贵资料,不断提高防雷水平。

参考文献

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[4]殷晓飞.输电线路雷电防护的现状与分析[J].智能电力与应用.2018, (37):176

论文作者:姚晓东

论文发表刊物:《中国电业》2019年16期

论文发表时间:2019/12/2

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