摘要:电力输电线路分布范围广,作为电力基础组成部分时常面临恶劣气候条件与复杂的地理组件,要是环境条件出现变化会影响输电线路运行状态,使电力系统运行安全性和稳定性受到影响,可能还会导致停电事故出现。由雷击引起的输电线路跳闸问题频繁出现,只有将该问题解决,才能使电力系统实现稳定运行。
关键词:电力;输电线路;防雷击技术
一、雷电对电力线路的危害
雷电对输电线路安全运行危害极大,常常造成绝缘子闪络事故,特别在山区、交通不便的地区,给巡视、查找故障增加不少困难。高海拔地区因特殊的地理位置,雷电时常伴有瞬间大风与急雨,极大的风速常常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生。如对这些现象处理不及时的话,就会造成电力事故,严重时会危机人们生命财产的安全。电网中的事故以输电线路的故障占大部分,输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大,尤其是在上面所述的山区输电线路中,线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的,据运行记录,架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的,所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障,进而降低电网中事故的发生频率。
二、雷击故障的主要类型
一种为雷直击杆塔故障,由于架空输电线路的日常运行维护的需要,在长长的线路走廊中,经常会跨越低压线路、通讯线路、公路、江河、树木等,需要将杆塔建设的尽量高一些,这样有利于日常的运行稳定性和安全性。杆塔的高度比较高,又独立的耸立在荒野上,很容易遭受到雷击现象。当雷电击中杆塔,并且瞬间击穿绝缘子时,就会造成单相接地的线路跳闸故障。二种为雷直击导线故障,雷电绕过避雷线的屏蔽作用,击中导线,使得绝缘子发生闪络现象,引发线路跳闸故障,这种闪络故障也叫绕击闪络故障。三种为雷击线路周边故障,雷击过程中,击中架空输电线路周边区域时,可能造成架空输电线路形成瞬时间的感应过电压,过大的感应过电压产生极大的电荷量,击穿绝缘子,造成绝缘子闪络故障。
三、输配电线路的防雷措施
(一)整体防雷系统
由于输配电线路属于一个整体,一个地方出现问题,都会对其它地方造成影响,这就需要做好相应的防雷措施,从全局出发,对防雷措施进行规划,确保防雷措施可以全面覆盖到整个输配电线路。就整体情况来说,在输配电线路外部可以采取安装避雷针和接闪器等措施,防止输配电线路和其它的线缆配电箱等设施被雷电直接击中,从而引发火灾或者其它安全事故。除此之外,在建筑物内部需要做好浪涌吸收保护器、共享接地系统和电磁屏蔽等子输配电系统,借助这些子系统,可以将建筑物中的浪涌电流和浪涌电压放于大地,还可以控制钳位控制在相应的范围之内,从而保护电气设备。需要从全局上做好防雷规划,做好内外覆盖,从而使得防雷措施更加可靠、科学。
(二)优化防雷设置
对于已经安装好的各部分防雷装置进行摸底检查,尽快替换其中已经落后的装置,同时将此前没有加过任何防雷装置的器件和设备安装避雷器并进行接地改造,保证防雷设施正常有效;积极推广新式的防雷击装置像过电压保护器,防弧金具等等,这些新式的防雷装置通过应用实践,以增强导线防雷水平。做好杆塔接地工作,降低大地与杆塔之间的电阻值。要做到大大降低输电线路的雷击概率,必须将塔脚电阻和避雷针两重保护做好。
(三)加强接地测试,提升耐雷水平
供电部门要紧紧围绕220kv高压输电线路防雷,做好统一部署、周密安排,稳步推进电网防雷、防汛、抗旱等工作。同时,测试防雷接地的效果,维持防雷稳定性。在防雷测试上,兴义供电局提供了很好的样本,比如该供电局在2018年预计实施防雷测试达到315组的规模,并查找往年雷击跳闸频繁的线路,确定综合系统的防雷整治方案,基杆塔的接地电阻测试完成的数量达到647次,避雷器与放电计数器核查达到618次。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时,对配网进行有针对性地防雷接地整改,运用加装氧化锌避雷器、装设放电间隙、改造不符合要求的接地电阻与替换瓷瓶绝缘子等方法,将线路的耐雷水平不断提高。最后,实施1440组防雷整治的项目,以防雷测试的方法,提高地区电网运行的安全性、平稳性。
(四)降低杆塔的接地电阻
降低杆塔的接地电阻是有效的防雷措施。接地电阻过大会增加雷电反击跳闸率,是输电线路遭受雷电危害的关键原因。降低杆塔接地电阻的方法是放射法埋设钢筋。但是该方法只适用于电阻率低、土壤条件好及石头较少的平原地区。对于石头较多、土壤较少及电阻率高的山地地区,可添加降阻剂来降低杆塔的接地电阻。降阻剂的组成成分有细石墨、膨润土、固化剂、润滑剂及导电水泥等。降阻剂是良好的导电体,可作用于接地体和土壤之间。一方面,降阻剂可与金属接地体紧密接触,形成较大的电流流通平面;另一反面,降阻剂可针对性地降低地区杆塔的接地电阻,降低雷电反击跳闸率,提高输电线路的耐雷水平。
(五)架设耦合地线
耦合地线往往架设于线路导线的下方部位,架设耦合地线也是防范输电线路雷击故障的较好的方法,采用架设耦合地线的方法,可以降低雷击时绝缘子上的感应电压,防范绝缘子被过大的瞬时感应过电压损坏。架设耦合地线能够起到对雷电流的分流作用,对于减小架空输电线路的反击雷跳闸率,有较好的效果。实践证明,当线路杆塔处于较差的地质条件下,比如山区岩石地带,杆塔的绝缘电阻不容易进行降低时,采用架设耦合地线的方法,对于防范雷击危害有很好的效果。
(六)输电线路的检修模式
在当前的输电线路检修工作中,通常采用的是变线为点的工作模式。由于该项工作专业程度较高,所以对于工作人员的专业技能水平也提出了更高的要求,其要多在线检修与离线检修的方式进行掌握和应用。在线路检修过程中,要注意线路的老化率问题,其老化率不应超过3%,其绝缘爬距也要满足国家规定的相关标准。绝缘子的检修分为在线与离线两种模式,在线检修即分布电压,离线检修即零值电阻检测。对于线路老化率连续四年保持在2.5%左右的,应两年检测一次,对于老化率连续四年保持在2%以内的可四年检测一次,其检测总次数要小于五次。
(七)多级保护措施
(1)需要在变压器二次侧进行各种防雷装置的安装工作,可以确保外线产生的电压得到释放。
(2)应在各个控制站安装专用隔离变压器,专用隔离变压器的主要目的在于将外线残压、其它用电设备的操作过电压、配电线路上感应出的过电压进行释放。与此同时,在设置隔离变压器时需要进行科学合理的设计,并加大对其它电磁干扰的处理,进而降低雷电波导致的雷击现象产生。
(3)在对专用电源模板进行安装之前,需要采取相应的保护措施,从而使得先前的残压在最短时间内得到释放,并从总配电柜到自动系统的电源线,进行单独布排。需要注意,在布置防雷器时,需要将其安装的靠近保护设备,防止出现雷电侵入波的全部反射情况。
四、结论
对输配电线路进行防雷工作是一项持续时间比较长的任务,仅仅采取上述措施不一定能全部解决雷击问题,需要不断创新防雷技术,应用新的防雷方法,从而切实提高输配电线路的安全。
参考文献
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论文作者:周正
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签:线路论文; 防雷论文; 杆塔论文; 雷电论文; 故障论文; 过电压论文; 电阻论文; 《电力设备》2019年第20期论文;