输电线路中防雷设计与维护分析论文_张凯,牛晓丹

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摘要:据运行记录,架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的,因此新建线路必须根据线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构的不同,进行差异化绝缘配置,重点加强多雷区、强雷区内杆塔和线段的防雷保护,降低电网中事故的发生频率。

关键词:输电线路;防雷设计;输电线路;运维措施

1防雷设计在输电线路中的重要作用

随着国民经济的不断发展,我国电力发展特别迅速,并取得了一定的效果,但是出现的越来越多的问题一直在困扰着人民的生活。综合发现,这些存在的问题与许多原因有关,比如外界天气和环境状况,这些因素存在着很大的不确定性,极易产生特别大的损失。在夏天,特别容易出现暴雨天气,在这种条件下由于雷击事故,造成电路的损失,影响到居民的正常生活和外界活动。因此,防雷设计就显得十分重要,能保护输电线路的正常运行。以下就主要讨论一下关于电路设计中防雷设计和有关维修等问题。

2综合防雷技术措施分析

2.1适当降低杆塔电阻

经过近几年的调查发现,近期出现的雷击现象大都出现在平原,相比于旷野地区、高山等险峻地势而言,平原地带的塔杆更容易被忽略防雷的重要性。但是在实际应用中,在平原地带设置的每一个塔杆都需要安放防雷装置来提高线路的防雷性和可靠性。对于防雷设备装置的选择,不仅要保证防雷装置的可靠性和实用性,还要确保装置的经济型。将多种防雷装置进行比较,进行划分,综合多种防雷措施的优于劣之后,选用比较实用而且非常经济的装置。经过统计发现,通过降低塔杆的普通高度来减少接地电阻的防雷方法显得更为经济有效。同时,对线路进行改造,保证临近的塔杆接地电阻也同时降低。但是对于山区的地带来说,在每个塔杆的地下凿打深井或者增大地线与土壤的接触面积来降低电阻则更为合适与经济适用。上面所说的无论哪一种方式的目的都是为了降低塔杆的接地电阻,目的都是为了使得雷电产生的巨大电流能够被大地吸收,采用最少的、比较划算的经济方式,从而达到输电线的防雷效果。

2.2改善接地装置

对于110kV架空输电线路的运行维护来说,重点在于对接地装置进行改进。改善后的线路杆塔雷击跳闸概率将会大大降低,甚至降低率能够达到25~30%;对于原来接地装置较为恶劣的线路杆塔,经过改善后,跳闸率甚至会下降30~50%。在改善接地装置上,可以降低接地电阻,降低杆塔接地电阻的方法有:将接地体水平外沿、采用深埋式接地极、填充适量的低阻物质、加装一定的导电接地模块等等。对于土壤电阻率较高的区域来说,可以布设适量的垂直接地极,对接地不良的现象进行改善;对于水泥型杆塔线路来说,在布设垂直接地极时,应该从杆塔3~5m处开始进行;而对于铁塔线路来说,在布设垂直接地极时,应该从杆塔5~8m处开始进行。接地极的长度选择1.5m为宜,间距控制在4~6m之间为宜。另外,还可以使用适当增加耦合系数的方法,它可以对接地装置进行改

善,而增加耦合系数的途径有:布设架空地线、增加耦合地线等。值得注意的是,雷击过程中存在暂态行波以及稳态电磁感应,对此,可以采用强化电磁感应型杆塔接地射线的方法来对杆塔接地装置的分布进行改善。图1给出了110kV架空线路的强化电磁感应型杆塔接地射线结构。当土壤电阻率大于1000Ω?m时,可以采用图1的结构来增加电磁耦合系数。

图1110kV架空线路的强化电磁感应型杆塔接地射线结构

2.3安装侧向避雷针

当杆塔的位置较高时,雷云距离线路和杆塔等较近或者平行于杆塔线路,有时甚至会接近到杆塔的下方。杆塔所处的电磁环境十分复杂,此时的杆塔出现雷电绕击过电压的概率更大。对此,安装侧向避雷针是十分有效的方法。在110kV架空输电线路中安装侧向避雷针的位置是在杆塔横柤的两侧,通常情况下,避雷针的长度为3m左右,就中间的固定部分来说,选择1.2m为宜;在横向设备部分,避雷针的长度为1.8m,图2给出了具体的安装示意图。在实现电气连接上,是通过将避雷针上的固定螺孔连接到杆塔的横担上实现的,它能够实现雷电流的顺利流过,最终引入到大地中。

图2侧向避雷针安装示意图

2.4安装氧化锌避雷器

在架空线路上安装氧化锌避雷器是提高线路耐力水平的有效方法之一。其主要优点在于能够降低线路的绕击率以及跳闸率。这种方法适用于:雷电活动强烈的区域、土壤电阻率高的区域、采用常规的降低接地电阻的方法较为困难的区域等。

3检查要点和维护措施

3.1输电线路的检修模式

科学的输电线路检修模式是变线为点,要求进行检修的人员必须要有相应的专业知识,掌握在线以及离线两种情况的检修方式。在进行线路检修之时要保持交通的畅通和便利,以便于检修工作按时进行和完成。其次对于设备的选择之上要具有一定的先进性,性能优良且具有良好的售后服务。然后考虑检修线路的选择,如果发生跳闸状况,此线路对整个电力系统的影响要尽量最小。最后要注意绝缘的老化率,最好选择老化率低于3‰的线路,并且绝缘的爬距要满足国家标准。进行绝缘子检测有在线和离线两种情况之分,具体说来就是分布电压,以及零值电阻检测。检测周期的确定,通常对于老化率在2.5‰左右并且连续四年如此情况的两年检测一次,如果连续四年老化率保持在2‰以内的,则每四年进行一次检测,并且检测次数要小于五次。

3.2架空输电线路的检修

因为输电线路少不了诸如电线杆、塔之类的物体作为承载体,而这些设施又十分容易受到各种外界因素的影响,因此要格外注意检修问题。处在外界的电路通常都会使用绝缘材料将其包裹,要做好针对绝缘材料的清洁和保养工作。在进行输电线路的各方面的检修和维护之时,都必须严格按照国家的相关规定和标准进行,以确保输电线路的正常运行。

3.3防雷监测

输电线路非常容易受到各种自然现象的影响,比如雷电的影响。目前我国的防雷技术已经获得了很好的成绩,水平也在不断提高,但在面对输电线路的防雷工作之上依旧需要保持高度的重视和警惕。由于雷电问题有时候会很突然,让人措手不及,所以在日常工作当中要注意对室外的线路进行保养,并且安装防雷装置。要保障防雷装置的正常运转,提高防雷的有效性,就必须对零值瓷瓶进行更换。之前我国的防雷装置还较为落后,存在很多的弱点和不足之处,但随着科学技术的发展已经渐渐得到改进和完善,所以可以放心使用。

4结束语

总之,电力运维单位应该不断加大配电网建设改造投资力度,完善防雷避雷机制,提高线路运行的可靠性,加强配电网统一规划,确保线路防雷管理方案与电网整体规划相协调,全面提升配电网发展水平,切实服务地方经济发展。

参考文献

[1]许平.输电线路防雷技术探讨与分析[J].科技创业家,2015(11):112~135.

[2]荣士峰,杨旭辉.输电线路的防雷保护及措施[J].科技展望,2014(13):13~20.

作者介绍

张凯(1989.5.16),性别:男;籍贯:宁夏银川;民族:汉;学历:本科、学士;职称:助理工程师;职务:规划评审室主管;研究方向:电网规划学;单位:国网山东省电力公司菏泽供电公司

牛晓丹(1990.12.02),性别:女;籍贯:山东郓城;民族:汉;学历:本科、学士;职称:助理工程师;职务:技经室副主管;研究方向:电网建设;单位:国网山东省电力公司菏泽供电公司

论文作者:张凯,牛晓丹

论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期

论文发表时间:2017/9/6

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