输电线路设计中线路防雷技术的运用解析论文_文增创,陈健

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摘要:在国家经济发展中电力行业的快速发展占据着重要位置,随之输电线路的安装也越来越多,在安装完毕后大多数输电线路或多或少都会发生一些事故。雷击事故就是这些事故中最典型的一种,而对与高压输电线路来说遭受雷击的概率较普通输电线路要高出许多。而且就当今社会而言实施防雷措施还较为困难。本文主要就对输电线路设计中线路防雷技术的运用进行分析和探讨。

关键词:输电线路设计;线路防雷;技术应用

1 输电线路设计中的防雷技术概述

雷电在自然界当中是一种十分普遍的现象,一旦出现了雷电现象,其产生的负面影响也是非常强的,雷电高发的季节是夏季,在我国的南方地区发生频率要比北方更高,雷电虽然放电的时间非常的短,但是其在短时间内放出的瞬时电流却是惊人的大,甚至可以达到几十万安培。

1.1 雷电对输电线路的危害

当前我国电力调度在运行的过程中使用的都是集成化电子设备,如果这些设备遇到了雷电的袭击,就会产生十分严重的脉冲反应,设备的导电能力将大大下降,敏感度比较高的电子元件会彻底损坏,这样也就使得继电保护和监控系统出现故障,从而给出错误的信号和指示,从而使得输电设备在这一过程中受到非常不利的影响,甚至彻底崩溃,无法正常的运行。

2 输电线路引起雷电的原因

2.1 线路杆塔高度

在雷云当中经常会出现电荷的集聚,当其电荷达到一定程度不能被雷云所承载时,就会产生放电现象。而此时,就会对被置身在高空中的输电线路产生打击。在输电线路受到雷电打击时,承载线路的杆塔通常会起到媒介的作用,从而促使在短时间内受到雷击的输电线路在大地与雷云之间的电压瞬间增加,使得整条线路被击穿。因此,在进行输电线路的设计时,应进行相应防范与约束反击电流的措施。

2.2 地理环境

输电线路所处的地理环境不同,对输电线路遭受雷电打击的几率存在紧密联系。当输电线路处于山区当中,就会由于山区这一特定地理环境,受到山区中经常发生的雷电天气影响。除了山区之外,沿海地区由于会受到每日潮汐和海水蒸发影响,也极为容易产生大风或雷雨天气。

2.3土壤电阻率

通常,接地电阻和杆塔之间存在着十分密切的联系,如果是在一些高山或者是岩石结构的地区,因为地形和地势相对比较复杂,所以在工作中就应该将关注的焦点放在岩石和土壤分层的步骤当中。

3.3 降低铁塔接地电阻

目前,在实际中的降低输电线电路接地电阻的方法有:1)延长或增加接地射线,针对接地材料腐蚀的老旧线路;2)垂直接地体法,该方法是在接地装置的射线上,每隔 3m 增设长度 0.6m 左右的垂直接地体,一般用角钢,并与接地线进行焊接;3)集中接地法,是指在杆塔的基础外挖一圈直径为10~20m、深为 60cm的沟,在沟内每隔2~3m 打一根垂直接地体,用圆钢将所有垂直接地体相连再与杆塔的接地引下线相连;4)换土法,对低处土壤电阻率较高的杆塔或石头山,采用换土的方式来降低土壤的电阻。

3.4 中性点非有效接地方式

电力系统中发生的事故和故障中,超过60%为单相接地。当中性点不接地系统中有单项接地的故障发生时,仍然会保持其三相电压平衡,并且能够继续供电,有足够时间找到故障发生点并做及时处理。这种方式能够补偿流经故障点的电流,使得电弧可以自行熄灭、系统自行聚恢复其正常的运行状态。

3.5在绝缘子串首末端用大直径的绝缘子

绝缘子串处在极不均匀的电场中,在绝缘子串首末端选用直径大的绝缘子,就如在其两侧设置了两个屏障以阻碍工频以及雷电压产生的带电荷粒子运动,减缓粒子的运动,同时调整周围空间的电荷分布,使得绝缘子串的所在电场更加均匀,不容易击穿,减少其建弧率。

3.6 架设耦合地线

在输电线路防雷工作中,当采用措施无法对接地电阻降低时,则需要进行耦合地线的架设。通常情况下会在导线的周围或是导线的下方来敷设一条底线,起到分流雷电流的重要作用,有效的对绝缘子串两端的感应程序进行降低,从而起到减少反击电压间的分量,确保雷击发生时电力系统跳闸率的有效降低。

3.7 科学、合理地设计杆塔

针对杆塔对输电线路雷击影响的因素,在设计杆塔时,要注意以下 4 点:

①加大塔身的电感程度和电流,有效降低反击的电路和电压;②合理分布杆塔位置,保证杆塔间距的均衡性,有效控制导线闪烁程度;③在架设相邻的杆塔时,要避免发生分流问题,保证各自分流作用的独立性,提高对输电线路电流的分流能力;④提高杆塔的绝缘水平,合理增加绝缘子片的数量,进而提高输电线路的耐雷水平。

结语

影响输电线路运行安全的重要原因之一是雷击,因此在设计输电线路是要根据实际情况,结合当地的综合情况如地理环境、气候等多方面因素,在合理运用防雷技术时并做到有效提高输电线路的防雷能力,以此保证在运行过程中输电线路的安全。

参考文献

[1]110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计.李明光.经营管理者. 2016

[2]简述防雷技术在输电线路设计中的应用及理论依据.杨岗,姚少荣. 商业故事. 2016

论文作者:文增创,陈健

论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期

论文发表时间:2017/12/1

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