摘要:随着人们生活水平的提高,近年来,人们的用电需求越来越高,对输配电的质量要求也越来越高。但是在实际生活中,由于输配电网络复杂的建设和工作环境,导致输配电的质量受到影响。例如线路损坏、电线老化、雷击等。其中雷击是对输配电网络造成破坏的主要因素,其不仅会对输电线路造成破坏严重破坏,还会严重威胁使用者的生命和财产安全。
关键词:电力输电线路;防雷击;技术
1引言
在电网系统中,架空输电线路起着输送电能的关键作用,它的安全稳定运行对于整个电力能源网起着至关重要的作用。但是架空输电线路架设在空旷的户外,线路长度漫长,很多处于易于遭受雷击的山坡等恶劣地理位置,同时也有很多处于雷暴多发区域,因此,架空输电线路经常遭受雷击事件,很容易发生雷击跳闸故障,影响供电可靠性。
2输电线路防雷保护概述
输电线路由于分布面积广易受雷击,这是线路故障的客观原因。同时,雷击后,雷电波将沿输电线路侵入变电站,输电线路的绝缘水平一般高于变电站设备的绝缘水平,给变电站电力设备带来危害。因此,应充分注意线路防雷。根据过电压的形成过程,线路产生的雷电过电压一般可以分为两种,一个是雷击线路附近的地面,这是由电磁感应引起的,也可以称为感应雷电过电压。另一种是线路上引起的雷击过电压。运行经验表明,直接雷击对高压电力系统的危害更有害。在工程计算中,通过防雷等级和雷击跳闸率来测量输电线路的耐雷性能和防雷效果。
3电力输电线路的防雷击技术
3.1制定宏观的防雷策略,防雷方案要有针对性
在进行输配电线路防雷方案设计时要有针对性,例如针对其骨干输电网络,鉴于其关键的战略位置及其出现问题时会引起的连锁反应,需要以“堵”为主要原则制定防范方针,即以避免雷击造成的跳闸为主要目标展开相关防雷工作;针对多回路的同塔输出通道,合理的选用不同的准则来进行绝缘方案设计,优先考虑避雷效果而不是成本损耗,不计代价采用最合适的防雷方案;针对通道中的其他组成线路,利用“疏堵结合”的方案,即允许部分线路跳闸,以降低雷击对输配电线路的损害及防治雷击导致的输配电线路永久性停用。
3.2架设避雷线
经调查研究发现,在平原地区架设避雷线效果显著。避雷线和避雷针的原理是相同的,都是把雷电通过导线引入地下的避雷网,以减少其对输电线路的危害。避雷线在雷电高发的山地、丘陵地区避雷效果不佳。山地不仅是多雷区也是易绕击区。多山地区易出现绕击失效和侧击失效的现象。为减少绕击,需减少保护角。对于已建成的输电铁塔,已无法改变其保护角。对于正在建设或者准备建设的输电铁塔,可合理设计保护角,一般不宜超过20°,最大不能超过30°。架设耦合地线防雷效果显著。耦合地线可有效降低输电线路的反击跳闸率。对于超高电压输电线路,需降低杆塔的接地电阻,以加强避雷效果,但是实际操作中较难实现。通过增强避雷线和导线的耦合作用,可降低绝缘子串的过电压,也可降低输电线路反击跳闸率,提高输电线路的防雷、耐雷水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3装设线路避雷器
常见的线路避雷器为金属氧化锌避雷器,分带串联间隙型和无间隙型两种。线路避雷器与导线绝缘子串并联安装,在工频电压下呈现很高的电阻,当线路导线遭到雷击时,传导至避雷器的雷击过电压一旦超过避雷器的启动电压,避雷器就会启动泄流,迅速地降低导线上的雷击过电压值,雷击过电压值下降至一定数值后避雷器又呈现高电阻状态,并停止泄流。因为避雷器的启动电压和雷击放电后的残压均低于绝缘子串的闪络电压,所以只要避雷器的泄流速度足够快、泄流持续时间足够短,就能保证绝缘子串不闪络,避免发生雷电绕击闪络现象。由此可见,安装线路避雷器是一种非常有效的防雷措施。但是,避雷器需要运行维护且价格较高,实际工程中一般是针对易遭受雷击的地段,安装适当数量的线路避雷器。
3.4加装保护间隙
输电线路有疏导型和阻塞型的防雷措施,之前的一些防雷措施是属于阻塞型的措施,它们可以提升架空输电线路的耐雷水平。相比而言,也有一些防雷措施是属于疏导型的,比如加装保护间隙。加装保护间隙,可以通过在绝缘子之间加装并联间隙来实现,将间隙装置并联在绝缘子之间,可以增大间隙的空间,使雷电的闪络在间隙之间发生,起到疏导防雷的作用,实现避免电弧损伤线路的现象。安装保护间隙时,在绝缘子的两端,并联一对招弧角,此招弧角长度小于绝缘子的长度。并联间隙,可以转移和疏导工频电弧,可以改良工频电场,还可以改变雷击闪络路径,是具有多种功效的防雷装置。并联间隙的电极,也叫作均压引弧环或招弧角,这与它的结构有较大的关系。
3.5降低接地电阻
(1)合理接地。进行科学合理的接地设计是确保建筑输配电线路进行防雷的重要保障。在输配电线路中,接地方式主要有计算机自控系统接地、配电系统和强电设备接地和构筑物接地,这就需要对这三种接地方式进行科学合理的设计,确保三者之间可以相互配合,从而可以降低雷击对接地网络的毁坏。就计算机自动系统而言,大多数都是采用安全保护接地、直流工作接地和系统工作接地,在进行防雷时,需要根据实际情况,合理组合好接地方式,将接地电阻值降低到最低,确保效果最好。(2)敷设水下接地装置,如果杆塔周围存在水源,可以借助水源,在水底或者是岸边进行接地极的布置工作,从而使得接地低阻降低,从而提高泄洪能力。(3)填充电阻率比较低的降阻剂。如果周围存在低电阻物质,可以根据实际情况,好好利用。(4)深埋式接地极,如果地下土壤电阻率比较低,可以采用深埋式或者深井式的方式接地极。(5)水平外延接地,由于水平放射施工的费用比较低,可以使得工频接地电阻降低的同时,还可以使冲击接地电阻得到降低。
4结束语
综上,经过近几年对输电线路运行维护和防雷工作的实践,虽然现在还不能完全避免架空输电线路雷害,但通过多年的研究和运行,积累了一定的理论基础和丰富的实践经验,根据危害大小和发生频率采取对应措施,做到有的放矢,使经济性和安全性达到较为理想的状态。
参考文献
[1]高峰,周利军,曹晓斌,邱璆,张敏,熊万亮.直流输电线路防雷侧针防护效果研究[J].电瓷避雷器,2012,06:56-61.
[2]张志强.莱芜地区架空线路防雷技术研究与应用[D].山东大学,2017.
[3]周永辉.220kV高压输电线路防雷接地技术研究[D].华北电力大学,2014.
论文作者:张晓婷
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/9
标签:线路论文; 防雷论文; 过电压论文; 避雷器论文; 间隙论文; 绝缘子论文; 避雷线论文; 《电力设备》2019年第15期论文;