解析线路防雷技术在输电线路设计中应用论文_吴海波1,方超2

(1武汉华源电力公司设计院 武汉市 430000;

2国网武汉市新洲区供电公司 武汉市 431400)

摘要:雷击是影响输电线路安全的重要因素,所以,提高输电线路的防雷能力是十分重要的。在设计输电线路时,要结合线路的实际情况,考虑地形环境、气候等多方面的因素,合理运用各种防雷技术,有效提高输电线路的防雷能力,避免发生雷击事故,以保证输电线路的运行安全。

关键词:防雷技术;输电线路;设计;应用

1输电线路引起雷电的原因

1.1地理环境

雷击通常比较容易出现在山区当中,这是由于山区地形地势比较复杂,所以气流活动的频率比较高,在山区还有大面积的森林,降水量较大,所以在输电线路设计的过程中很容易受到当地气候的影响,尤其是一些山谷和沿海地区,所以在这些地区进行设计的时候,一定要充分的考虑到地理因素造成的不利影响。

1.2线路杆塔高度

雷击主要是让大地感应电荷和雷云当中的负荷,雷云中极易出现过电压现象,而其主要是将杆塔当做是过电压放电的一个重要通道,这样的情况下就非常容易出现线路被击穿的情况,所以在设计的过程中一定要将塔身的电流和电感应进行适当的调整,这样也就使得反击的电压和电路也受到了很大的束缚。其次就是导线闪烁的程度和线路间距有着非常大的关联。最后一点是相邻的杆塔如果出现了分流现象就会使得整个系统的分流作用受到阻碍。

1.3土壤电阻率

通常,接地电阻和杆塔之间存在着十分密切的联系,如果是在一些高山或者是岩石结构的地区,因为地形和地势相对比较复杂,所以在工作中就应该将关注的焦点放在岩石和土壤分层的步骤当中,而在这一过程中如果遇到雷击现象,此外雷击作用的位置是塔顶,就可能会出现反射的情况,所以在这一过程中就会出现比较大的损害。

2电路设计线路防雷技术的应用

2.1选择合理的输电线路

雷击问题的出现和环境因素、地理条件以及气候的变化有着十分密切的关联,一些地区在输电线路设计工作中一定要避开那些雷击易发地带,只有这样,才能更加显著的降低输电线路受到雷电损害的可能性,从相关的统计数据上来看,在输电线路设计的过程中,应该尽量不在导电性矿藏储量较多的地方去施工,此外,也尽量不要在地下水水位比较高的位置进行施工,土壤本身的电阻率比较低的地方也是比较危险的,此外在架设导线的时候要尽量避开湿润度较高的地区,这样也就可以有效的控制雷击对线路运行所造成的不利影响。

2.2避雷装置的安装

2.2.1搭设避雷线

避雷线在应用的过程中具有非常明显的优势,其效率比较高,同时分流的质量也要比其他的方式更好,耦合与屏蔽作用十分显著,所以这种方式也得到了较为广泛的应用,此外还取得了非常好的效果。设置避雷线可以很好的降低杆塔累计电流的强度,这样也就使得塔顶的电位出现了非常显著的降低趋势,此外,还能对导线产生耦合的作用,绝缘子的电压数值也会显著的降低,雷击对其产生的负面影响也能得到十分有效的控制。在实际的工作中,20kV的线路并不需要设置避雷线,而200kV以上的输电线路就需要在线路经过的所有地方都设置避雷线,500kV以上的高压线通常需要设置两条避雷线,只有这样,才能更好的保证防雷的效果。

2.2.2安装负角保护针

负角保护针通常是设置在杆塔顶部导线上的侧向避雷针,通常是为了有效的改进和屏蔽临街的击距。负角保护针自身发挥屏蔽作用的位置是上方,因此,雷电只能对地放电,这样就可以很好的防止累死俺绕击区的形成,负角保护针一般会应用在山坡和山顶的杆塔位置,一般会采用2.5~2.8米的钢针,将其修成尖锥的形状。

2.2.3可控放电避雷针

这种装置一般情况下是借助山东台环和储能装置来针头的电场加以控制和处理,这样也就使其可以在雷击出现之前就产生向上的作用力,从而出现上行雷闪,针尖位置上的电场强度要比其他的电场强度更高,其就具备了良好的屏蔽雷电的作用。这一装置可以在塔顶地线支架上方进行安装处理,同时其安装的个数和具体的位置可以按照杆塔的实际地形状况进行适当的调整,这样才能充分的保证其安装的质量和水平。

2.3自动重合闸装置的安装

自动重合闸主要就是在线路运行出现了一些故障或者是异常的情况下,继电保护发挥作用,从而使得断路器跳闸之后,自动合闸装置可以在很短的时间之内就使得断路器重新闭合,这种装置在架空输电线路和架空供电线路当中得到了非常广泛的应用,这一装置可以十分有效的提高供电的连续性和有效性,同时还可以有效的减少停电的次数和范围,此外电力运行的质量也会在这一过程中得到非常显著的提升。一般来说,线路故障跳闸后重合闸的速度越快,其效果就越佳。

2.4完善电磁感应型接地装置

从雷击闪络反击原理分析,耦合系数的提高以及接地电阻减少是提升输电线路防雷性能的有效途径,而提高耦合系数需要从架空地线与耦合地线两方面得以体现。除此之外,由于雷击过程存在稳态电磁感应,若是改变这一暂态行波阶段的接地装置分布也能够提高耦合系数。如图1所示,若是ρ>500Ωm时我们可以采用电磁感应杆塔接地射线的强化结构来夯实其陡波雷击的抵抗能力,但若是ρ>1000Ωm就需要加强这一接地装置结构,电磁耦合系数增加的同时输电线路本身的抗雷击水平也将得到优化。

图1电磁感应杆塔接地射线结构

2.5安装垂直地极

作为高土壤电阻率区域的重要接地措施之一,垂直地极的安装对于表面土壤接地质量的提高至关重要,垂直地极的安装可设置在杆塔附近位置。水泥杆塔,杆塔与垂直地极之间的距离可控制在4m左右;而铁塔的垂直地极安装就需要与杆塔之间保持约6m的距离。关于垂直地极加工开采取圆钢或是角钢的方式,间隔距离控制在4~6m,至于地极长度则一般不低于1.5m。高土壤电阻率地区垂直地极的安装其埋设深度可适当增加0.8m,陡坡地形具体的地极安装深度还需要与垂直地表面深度相联系,这对于接地极散流是重要的保障,能够尽可能减少洪水冲刷对接地极功能的影响。

3结束语

输电线路在电力系统中有着非常重要的作用,输电线路是否正常对电力系统的运行有着决定性的作用,但是输电线路容易遭到雷电的袭击,导致输电线路会出现不同程度的问题,为了减少上述现象发生,电力部门需要在输电线路上做好防雷措施。防雷技术在输电线路中的应用,能够提高输电线路的防雷效果,同时可提高电力系统的运行效率。因此,加强对线路防雷技术在输电线路设计中应用问题的研究具有必要性。

参考文献:

[1]胡华.防雷技术在输电线路设计中的应用[J].通信电源技术,2013(3).

[2]张磊.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].中国高新技术企业(中旬刊),2015(1).

[3]杨岗,姚少荣.简述防雷技术在输电线路设计中的应用及理论依据[J].商业故事,2016(9).

论文作者:吴海波1,方超2

论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期

论文发表时间:2018/6/1

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