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摘要:电力系统的一大动脉就是输电线路,通过输电线路能够向全国各地输送强大电能。由于输电线路路线很长,地形、地势复杂,极易遭受雷电袭击,严重影响了线路的安全运行和供电的可靠性。在实际的工作中,因雷击原因引起的跳闸次数约占总跳闸次数的60%左右,所以各级电力部门将防雷研究列入重点工作,因此强化输电线路雷害及防护分析十分必要。
关键词:输电线路;雷害;防护分析
前言:
因为我国地域较广,输电线路分布较为广泛,雷电天气极易对输电线路产生影响,输电线路遭遇雷击并且产生故障的情况较多,通过实际运营经验,电力企业也要及时进行转变,以保障目前输电线路的安全运行。本文针对输电线路雷害原因及防雷对策进行相应的探索,以此提出有效防范雷害灾害、提升目前输电线路抗雷能力的具体措施,从而提高输电线路运行的可靠性。
1输电线路雷害的因素分析
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。雷击的原理就是为放电械流建立起通道,大地就能够对异种电荷产生感应,所以,接地装置的完备程度对雷击有直接影响。输电线路能够感应雷击过电压的极限值为400 kV[1]。因此,直击雷是造成输电线路雷击故障的主要因素,接地装置的完好程度对雷击故障有直接影响。直击雷的种类分为两种:雷电绕击与雷电反击,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。要想选择最佳的防雷措施,就要先对雷击进行深入了解,完成雷击的定性,只有准确把握线路故障的闪络类型,选择具有针对性的防雷措施,才能让防雷效果达到预先的期望水平。反击雷过电压的产生是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压,受到杆塔的接地电阻以及绝缘强度影响,在绝缘弱相出现的概率较大,不具备特有的闪络相别。针对这种情况需要对杆塔的接地电阻进行减小,增强绝缘性能,从而让防雷水平得到提升。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压,这种累计的产生方式受杆塔高度、线路防雷保护办法影响,在两边相发生的概率较高。就目前实际使用情况来说,针对雷电绕击的保护措施主要有降低避雷线保护角数量、安装避雷设备等。
2输电线路雷害防护措施分析
2.1杆塔接地装置整治
输电线路杆塔接地装置合格是防雷的基础,按《架空输电线路运行规程》(DL/T741-2010)要求对输电线路杆塔接地电阻进行周期性测试,对每基杆塔的电阻值、地网敷设年限、开挖检查的情况进行综合分析,视情况有针对性地进行重新改造敷设地网使不合格地网达到要求;对接地引下线出入土部分锈蚀严重的进行更换;对四腿接地电阻值不平衡的进行开挖检查并修复;对地形复杂、土壤电阻率较高的杆塔可根据需要进行专门设计,采取打垂直接地体、铜包钢接地体、离子接地体等措施对输电线路杆塔接地电阻进行综合整治,以此加强对于输电线路杆塔电阻降低能力[2]。
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2.2科学选点安装避雷器
输电线路附近的雷电活动有许多偶然性和不确定性,因此加强特殊区段管理,通过所维护历年雷击记录分析,雷击故障杆塔均处于多雷区或重雷区、山顶、坡度较大的山坡或山峭、附近有水系(河流、水库、鱼塘等)、周围有矿区、大档距、跨大沟等。同时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。结合巡视或安排雷电活动后对安装好的避雷器运作计数器进行防雷读数分析,也可安装避雷器计数器远传装置,对避雷器在该基杆塔的运行工况进行统计分析,为后期的防雷工作奠定基础。
2.3从设计入手,降低输电线路保护角或增强绝缘配置
例如在以山地为主的区域中进行防雷设计的时候就需要降低避雷角,保持其处于正确的角度中间。一般情况下,保证其角度处于20°~30°之间就可以明显看出避雷效果,通过公式的基本计算,明确好目前杆塔下的有效保护角,也可以根据实际情况进行调整,适当选择负角。不过在雷电灾害频繁区域,有双避雷线线路的时候要将基本角度继续下调。在雷电灾害较多的区域以增加绝缘子片的方式加强绝缘效果,以此减少目前雷击跳闸事故的发生。同时可以建立地区雷电活动情况资料数据库,通过对于其雷电天气的调研工作,寻求其发展规律,从而推动对于输电线路的避雷性能的调整,将后期处理与前期预防有机结合,以此加强对于防雷技术上的研究。
2.4多手段、多措施综合防雷
根据杆塔所处的地形、地貌可多手段、多措施进行综合防雷,主要有以下手段:一是在杆塔横担两侧安装负角保护针,减少杆塔附近遭受绕击的几率;二是杆塔顶部安装可控避雷针或雷电集接闪器,减少杆塔遭受反击的几率;三是对砼杆将原雷电泄流通道“地线→金具→砼杆(可能有不通的情况)→接地引下线→接地体”进行改进,减少环节,减少接触电阻,改为“地线→外设圆钢→接地引下线→接地体”,俗称接地泄流通道“暗引改明引”。
2.5加强对于输电线路防雷设施的检查维护工作
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。
2.6加强对于输电线路的基本监测工作
切实将输电线路的监测工作落实下去,可以在一定程度上规避风险,排查出避雷装置的一些安全隐患。在监测的过程中寻求抗雷性能的发展趋势与发展规律,明确输电线路耐雷水平以及多种电气设备之间的关系[3]。要加强监测人员的基本巡检工作,利用先进的监测系统,了解好雷电的基本发生规律,记录好相应的数据,为防雷技术的提升以及防雷设备的完善提供更好的理论依据。时输电线路的施工技术人员也要在这基础上提升自身的综合素养,促进专业水平的进步,不仅要有基本经验,同时也要对输电线路的雷害原因进行掌握,提升自身的专业水准,提前进行紧急预案的准备,这样一旦发生雷电事故可以在第一时间内明确对于输电线路的处理方式,以多种处理方式降低经济损失,并且结合实际情况,达到抗雷目的与抗雷效果。降低雷击跳闸的次数,克服自然条件的困难,针对目前输电线路的雷害原因进行处理。施工技术人员也要进行培训,通过培训课程的开展,促进防雷技术控制水平的提升与进步。
总结:
雷电活动是一种复杂的大自然现象,目前没有哪种防雷措施能够起到绝对防雷作用,即使比较成熟的防雷措施,也只能是相对降低雷害概率,减少线路雷击跳闸次数。为大幅度降低或消除雷害事故,必须在实践中探索,不断积累运行经验,完善输电线路的防雷措施,采取更有效的防雷措施。
参考文献:
[1]刘凯强.试析输电线路雷害原因及防雷措施[J].企业技术开发,2017,36(11):80-81+94.
[2]刘希和,李凯,李艳平,杨人珺,张小武.电力高压输电线路雷害的预防[J].科技传播,2015,7(17):61+57.
[3]吴焯军,赵淳,张伟忠,王俊波,范柱升,阮江军,谷山强,黄道春.直流输电线路雷害现状与分析[J].高压电器,2016,50(05):134-139.
论文作者:董启伟,韩华伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/29
标签:线路论文; 杆塔论文; 防雷论文; 雷害论文; 雷电论文; 过电压论文; 避雷器论文; 《防护工程》2018年第17期论文;