摘要:为了提升山区输电线路防雷水平,实现对其防雷问题的科学应对,则需要电力企业能够积极开展输电线路运行维护工作,并强化实践中的防雷意识。为了使山区输电线路防雷相关问题应对措施使用更具科学性,则需要注重输电线路所在区域地形条件的充分考虑,并加强防雷设施使用,确保其防雷工况良好性。
关键词:山区;输电线路;防雷
前言
重视山区输电线路防雷相关问题及对策讨论,有利于保持输电线路良好的功能特性,并延长其使用寿命,从而提升山区供电水平。因此,在山区输电线路应用过程中,电力企业应将其防雷相关问题及对策方面的研究工作落实到位,从而为山区输电线路的稳定运行提供保障,满足相关电力生产计划深入推进要求。
1 山区输电线路防雷的必要性分析
为了使山区输电线路防雷工作能够落实到位,则需要对其必要性进行分析。具体表现为:(1)注重山区输电线路防雷,有利于提高输电线路运行稳定性,使得其防雷性能在长期的实践中得以优化;(2)注重山区输电线路防雷,有利于实现对雷击因素的科学应对,促使输电线路能够处于稳定、高吸的运行状态,从而提高山区供电效率及质量;(3)注重山区输电线路防雷,有利于实现电力企业生产实践中的成本最低化、效益最大化的长远发展目标,进而为我国电力事业发展注入活力。
2 输电线路雷击故障的特点
2.1 雷电活动强弱有大小年之分
年份不同,雷电活动也有着很大的强弱差异,在不同年份同一条线路的雷击故障率
2.2 山区雷电活动多见于绕击线路
统计资料显示:山区线路雷击,绕击故障占较大比例。
2.3 雷电活动有易击点以及易击段存在
运行经验以及《落雷密度分布图》提示,输电线路当的“易击点”和“易击段”一般占线路全长30%以下。
2.4 雷击杆塔档中多于雷击杆塔(流动波过电压)
雷击输电线路有以下三种情况:第一,雷击杆塔顶;第二,雷从避雷线绕过击于导线;第三,雷击避雷线的档距中央。相关资料显示,避雷线遭到雷击所引起的杆塔绝缘闪络次数是雷击塔顶的4.7倍。
2.5 避雷线保护角大的导线遭绕击次数多
统计资料显示,就垂直排列的三相导线而言,上导线保护角大遭雷击的次数多,下导线保护角小遭雷击的次数少。
2.6 斜山坡地区,一回线路对另一回线路的屏蔽
低空雷,也就是15~30kA强度的弱雷云团沿着山体移动到两条平行线路,山坡下侧线路的下边导线遭绕击的故障,而靠近山顶线路未发生跳闸。其原因是一回线路对另一回线路产生了“屏蔽效应”。
3 雷电的性质
3.1 正极性雷和负极性雷
当对地放电的云层带正电荷即为正极性雷,当对地放电的云层带负电荷即为负极性雷。云层对地有无闪电出现,受到对地高度和云地间电场强度以及云体电荷量的影响。相关资料显示,全球的向下雷击约有90%为负极性,闪电过程分为先导放电、主放电、余辉放电。很多因素都会影响雷电流的大小,且地区同地区间有较大差别,一般情况下,相比于平原地区的雷电流,山地雷电流更大,且第一闪击非常大,正极性雷比负极性雷幅值大。
3.2 判断绕击以及反击
一般情况下,由雷击杆塔和避雷线造成反击或因雷电绕击线路就会引发输电线路雷击事故。反击同雷电流和雷电流幅值以及杆塔接地网电阻有很大的关联,而绕击同避雷线保护角度和雷电留幅值有着很大的关联,其防护措施也完全不同。只有研究了雷害的形式,才能有效地防雷。
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4 输电线路防雷电的对策
4.1 线路防雷技术
对输电线路进行防雷电改造。首先,应该要明确雷电多发区域,可以通过电网反应的数据,针对因为雷电灾害导致的线路不稳定,出现跳闸短路的情况,并且形成规律性的雷电天气,并集中在这一片区域范围,那么对于这部分的线路要进行防雷改造。其次利用地理知识以及大数据的方式,综合判断雷电发生的区域,潜伏区等,及时进行防雷改造。
防雷电设计。大多数情况下,位于山地或者较为空旷的地区,是雷电的高发区,线路很容易受到雷电的破坏。针对雷区,应该制定更高标准的防雷方案,能够抵御强雷的干扰,通过继电保护以及重合闸提高防雷效果,在发生雷电时,切断重合闸,防止雷电引发电路的损坏,
防雷电的设计:
杆塔形式以及线路路径:一般而言,雷电活动都有一定规律性。相关气象规律资料显示,在一些特殊的地形和特殊的地段中,比方说金属矿区和山脊、遍布山峦和突兀山峦、沿海岛屿和湖泊江河跨越等地区,容易产生热雷暴,且会频繁发生雷电活动,当雷击活动发生时,极易击打这一些地形和地段的输电线路。可以说,一旦确定好输电线路的路径后,基本上就可确定雷击发生的频率。所以,为了更高效地防雷,要对输电线路运行环境进行科学规划和设计。
负角保护针和塔顶拉线:可将负角保护针视为外侧线路边导线的避雷针,这一避雷针可使临界击距减少,使屏蔽改善。当前,在输电领域广泛地应用了负角保护针的方法。这一方法不仅经济实用,而且便于运行和安装,能够有效地防止绕击,但其对杆塔提出了较高要求,要求杆塔接地电阻不可超出一定范围,不然会增加反击概率。防雷拉线不仅可起到屏蔽作用,还可起到分流作用,在杆塔顶部,经杆塔可让部分雷电流入地,同时经过防雷拉线也可让部分雷电流入地。要想应用防雷拉线,应确保低的接地电阻和独立接地。
4.2 断线保护技术
输电线路多为架空绝缘导线,具有较强的绝缘能力,发生雷电的路段多为线路被破坏的路段,掉落的输电线路,在雷雨天气下,经过与地面的接触,产生较为强烈的电能,造成线路的损坏。并且线路间的接合处也是易引发雷电灾害的位置,接触部分因为安装时的疏忽,电能流经的区域并没有相应的保护层,在雷电天气下很容易就会引起线路短路。针对上述情况,在进行线路防雷设计时,可以考虑在接合处安装防弧金具,金具中的弧线将线路的高压电进行放电,以此来避免雷电对线路接合处破坏,引起线路断线。同时在绝缘线路下的绝缘钢架上要进行人工电弧续流,将雷电中的电能减弱,提高防电性能。
4.3 防雷过电技术
避雷线。通过对输电线路进行避雷线的辅助设计,线路受到避雷线的保护,在雷电灾害发生时,避雷线可以降低雷击产生的电压,保证线路当中的电压处于安全值范围。避雷线一般适用于室外空旷的地带,增加线路中的电阻值,控制线路中的电流值,实现防雷。避雷线的选择是根据雷电产生电压变化值,避雷线中的电阻值要能够承受雷电产生的最大电压值,在避雷线安装设计上,要根据地区的具体情况,进行增设防雷装置数量,实现最大化防雷。
避雷器。避雷器一般适用于高层输电线路,就是建设在高塔等较高位置的输电线路,此类型线路容易受到雷电的影响,防止高塔线路绝缘发生闪洛的状况,在防雷设计时,除了要考虑对接地防雷进行改进,还要针对性的增加线路防雷器在线路中应用,以此来降低重合闸闭合的成功率。针对山区环境,要选择杆塔增加基塔电阻的能量。通过加大电阻值,提高对线路绝缘的安全保障,降低雷击产生的跳闸的频率。
工频电场。这个电场的作用是将雷电冲击产生的电能转换成为稳定电弧,以此来实现降低雷击跳闸次数,通过降低人工点频的设置,达到弱化电击时,线路中的电场对电能进行转换的效果,提高防雷的有效性。
结束语
综上所述,通过对这些不同对策的灵活使用,有利于实现对山区输电线路防雷相关问题的高效处理,促使其运行工况得以改善,降低电力企业生产成本。因此,电力企业未来发展中应给予输电线路相关问题的分析与处理更多的考虑,且在针对性强的处理对策支持下,降低这类问题发生率,确保山区输电线路长期使用中的防雷性能可靠性。
参考文献:
[1]耿雷明.山区输电线路防雷技术研究[J].机电信息,2016(09):87+89.
[2]王家祥.华蓥山区输电线路防雷综合措施研究及实施方案[J].四川电力技术,2011(06):71-74.
论文作者:胡鹏,董思锋,马玉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签:线路论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 山区论文; 导线论文; 《基层建设》2019年第23期论文;