摘要:电力资源是国家经济发展的基础,对人们的生活和生产都有很大影响。众所周知,电能都是通过输电线路进行传输,通过电气插口人们就能对电能进行利用,所以说,保证通电线路的安全性至关重要。雷击是影响高压线路传输的主要因素,国内大多数地区出现停电状况都是因为雷击造成的,对此,研究110kV及以上高压输电架空线路的防雷措施是非常必要的,接下来本文将会根据实际情况提出几种防雷措施,希望能给相关人士提供帮助。
关键词:高压输电架空线路;防雷研究;雷击事故
电网架空线路具有线路长、分布广泛等特点,受其性质的影响,电网线路经常会遭受雷击事故,导致电路停电跳闸。雷击事故的出现不仅降低了高压输电架空线路的安全性,而且停电跳闸现象的出现也会给人们的生活和生产带来巨大的困扰。对此,相关人员要重视架空线路防雷措施的研究,并积极应用于实际电网建设,提高国内电网线路的安全性。
1高压架空输电线路遭受雷击的主要原因
造成高压输电线路遭受雷击的原因有很多,主要和绝缘子有50%的放电电压、雷电电流大小以及杆塔接地阻值等有直接关系。电网设计师在进行电网设计之前,首先需要对架设电网地区的气候情况和地形因素有一个清楚的了解;其次就是要对高压输电线遭受雷击导致跳闸的主要原因进行调查;最后再对这些因素进行综合分析,提出科学的设计方案,并在其中应用合理的防雷措施,保证高压输电线的安全性。雷击活动的出现是有规律的,电网设计师合理利用这一规律对高压输电线进行防护,充分发挥出电网防护的作用。以下是对雷击活动的一些基本介绍:
(1)雷电活动较为频繁的地区是风口和山谷等地,受到复杂地形因素的影响,这些地区的雷电活动的频率要远高于其他地区。通过权威调查发现,在每个雷电日雷云和地面之间的雷击概率达到了每平方公里0.025次,概率非常高。
(2)耐张杆是高压电路的重要组成部分,但是受到其材料性质的影响,耐张杆的绝缘能力并不强,所以耐张杆更容易遭受雷电事故。随着我国科学水平的不断提升,国内电网建设的细节也得到了优化,电网整体的绝缘性得到了提高,降低了雷击事故出现的概率。但是耐张杆对材料的要求较高,所以他的绝缘系数很难得到提升,这就在耐张杆上留出了绝缘薄弱点。
(3)雷击事故也经常发生在高山和土壤电阻率比较高的地区。土壤是具有腐蚀性的,如果接地电阻长时间埋在地上,就会受到不同程度的腐蚀,腐蚀程度越高,导体的绝缘面积就越少,导体分散电流的能力也会降低。在这个情况下遭受雷击事故,甚至可能出现地面断裂的情况。不仅如此,如果电阻的质量不合格还可能引发绝缘闪络。
(4)雷击也时常发生在避雷线保护角的大杆塔上,避雷线的保护范围是有限的,主要包括避雷线和外侧导线连线也垂直线之间夹角的范围。避雷线的主要功能是吸引雷击,保护输电线不受雷击灾害的影响。保护角大小和它的保护能力是成反比的,保护角越大,它的保护能力就越弱;反之则越强。但是在保护角在实际运用过程中会受到外界因素的影响,导致其无法正常发挥出保护能力,保护能力遭到削弱,不仅无法给绝缘子串提供较为全面的保护,而且还可能导致雷电绕击输电线的情况。
2高压输电线路防雷措施
2.1架设避雷线
避雷线是最基础的电网防雷措施,它的主要作用是避免雷电直接击中输电线,起到缓冲作用,将输电线需要承受的压力降到最低。避雷线的作用原理如下:第一,避雷线可以承担一部分分雷电流,减少流入杆塔的电流,这样就能有效降低塔顶的点位;第二,导线之间也会产生耦合作用,受到耦合作用的影响,绝缘线路上的电压就会降低;第三,导线具有屏蔽作用,可以降低输电线的感应过电压。和输电线相比,避雷线的造价要低得多,且具有不错的避雷作用,在高压输电网络中应该得到广泛应用。
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2.2降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻也是一项不错的防雷措施。塔顶电位的高低和接地电阻的阻值有直接关系,如果接地电阻的阻值过大,塔顶在遭受雷击时的电位就会上升,进而导致线路反击的情况。所以说,接地电阻的阻值应该处在一个科学的范围内,这样才能完全发挥出接地电阻的作用。当塔顶和避雷线遭受雷击时,接地电阻可以将大部分的雷击电流导入大地之中,降低输电线路的压力,保证输电线的稳定性和安全性。根据国家电网的要求,接地电阻的阻值要在100欧姆以内,在这个条件之下,雷击跳闸率才能得到有效地控制,达到相关管理标准。相反,如果接地电阻的阻值超过100欧姆,就无法达到管理标准。所以相关部门要定时对接地电阻的阻值进行检测,如果阻值超过100欧姆,就要采用有效的技术手段降低其阻值。土壤本身也是具有电阻率的,并且土壤电阻率的大小和接地电阻的大小成正比,所以当杆塔附近土壤的电阻率偏高时,相关人员要采用科学的方式降低土壤电阻率,比如说使用专门的土壤降阻剂、更换土壤或者埋设接地体等等。与此同时,工作人员还需要对硅杆上避雷线及接地装置的导通性进行检测,导通性合格才能继续使用,如果内部不合格就要及时进行更换。
2.3架设耦合地线
降低杆塔接地电阻是一个非常复杂的工作,需要大量的人力物力,对此,可以采用其他方式对其进行互补,比如说架设耦合地线。具体方式就是在输电线的下方架设地线,通过这种方式可以有效降低绝缘子串上的电压,降低输电线上的压力。不仅如此,耦合地线还能分担接地电阻的职能,它也有分散雷击电流的作用。通过实际应用研究发现,架设耦合地线可以有效降低雷电跳闸率。相比于降低接地电阻的阻值,架设耦合线路的过程要简单的多,而且能够持续稳定的发挥作用。
2.4采用不平衡绝缘原则
高压输电网是由多条输电线路组成的,结构相对复杂,一旦出现问题很难对其进行高效准确的维修。同杆架设双回路的输电线路设置方法的提出解决了这个问题,通过采用这种架线方式可以有效减少线路的使用,大大提高了输电线路的工作效率。但是这种架线方式存在一个弊端,就是一般的防雷措施无法在此线路中发挥出作用。针对这一情况,有关专家提出了不平衡绝缘原则,将不同回路的绝缘子串数量设置为不相等,当遭受雷击时,绝缘子串较少的回路就会出现路先闪烁,绝缘子串较多的回路则会后闪烁,后闪烁的导线就是地线,通过这种方法能够有效提高供电导线的耐雷能力,确保其能正常工作。
2.5加装路线避雷器
受到地形因素的影响,有些杆塔接地电阻阻值可能很难进行降低,针对这种情况,工作人员可以通过加装线路避雷器的方式提高其避雷能力。当杆塔遭受雷击时,避雷器会对杆塔和导线之间的电位进行检测,如果他们之间的电位超过了避雷器的动作电压,避雷器就会发挥分流作用,将大部分雷击电流分散至周围的杆塔上,这样就能提升线路的整体耐雷水平。避雷器虽然具有不错的避雷效果,但是其成本较高,工作人员要根据线路的实际情况选取最为合适的安装位置,最大限度的发挥出避雷器的作用。
2.6高杆塔加强绝缘
输电线路是非常复杂的,对杆塔的要求也不相同,有些地方可能需要用到更高的杆塔,杆塔的高度升高,遭受雷击的概率也会提升,此时就必须要加强杆塔的绝缘性。工作人员可以采用增加绝缘子串和增加塔头之间距离的方式提升杆塔的绝缘能力。但是在实施这两项操作时,工作人员要严格按照科学标准,不能盲目施工。
结束语
输电工程是一项民生工程,对人们的生活和生产具有巨大影响。为了给人民提供更好的服务,相关部门要重视高压输电架空线路的建设,采用科学合理的防雷措施对线路进行防护,最大程度上保证线路的安全性和稳定性。
参考文献
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[2]闫小红.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].电子制作,2013(11).
[3]兰海.关于高压架空输电线路防雷措施的探讨[J].中国新技术新产品,2011(24).
论文作者:黄锦龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签:杆塔论文; 线路论文; 避雷线论文; 输电线论文; 电阻论文; 防雷论文; 阻值论文; 《基层建设》2019年第32期论文;