提升输电线路防雷水平措施探究论文_黎,剑

提升输电线路防雷水平措施探究论文_黎,剑

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摘要:由于我国的国土面积较大,人口数量大,为了满足人们的生产生活需要,同时维护社会的发展,输电线路分布很广泛,而且大多数处于露天环境下,我国的气候条件比较复杂,雷电天气容易对输电线路造成影响进而形成线路故障。雷击产生的故障不仅会影响供电系统,还有可能对人们的生命产生一定的威胁,因此就需要研究防雷技术,提高防雷水平。

关键词:输电线路;防雷;措施;

对于整个电力系统来说,输电线路是其中非常重要的组成部分。由于其主要采取裸导线的方式暴露在整个自然环境之中,比较容易受到自然环境因素的影响甚至损害。其中,雷击又是造成输电线路损害的最重要因素之一。在雷雨天气,输电线路容易遭受雷击引起停电事故,对线路供电的可靠性造成严重影响。对输电线路进行防雷工作是非常重要的。而如何针对当前输电线路防雷存在的一些问题,采取更有效的防雷具体措施则是确保输电线路可靠、安全运行的重中之重。

一、雷击对输电线路的危害

雷害对输电线路的危害形式主要有两种:直击雷和感应雷。在实际运行中,常常是根据故障现象和以往经验来分析110kV及以上电压等级输电线路受到雷害的原因。这样的分析方法很难对雷害原因作出准确判断,进而影响防雷的效果。对于架设在丘陵、山地地区的线路,山坡地形等因素对地面的空间电场影响比较大,绕击率达到平原地区线路的3倍以上。直击雷过电压是雷电中危害电力设备绝缘最严重的一种。它的峰值非常高,容易对输电线路造成烧伤、击穿、绝缘子闪络甚至导线被击断而引起停电事故等严重破坏现象。

二、输电线路采取防雷接地措施的必要性

1.输电线路在雷电环境中容易遭到雷击而引发故障,输电线路由导线、地线、接地装置和绝缘子串等构成。其中,绝缘体是确保输电线路电能传输质量的关键设备。如果输电线路进行防雷接地设计,且即便是采取了防雷措施,但是没有实施有效的维护工作,就会导致输电线路在雷电天气由于雷击而引发跳闸故障,如果此时输电线路正处于运行状态,就会导致电能传输受到干扰。

2.雷电会导致输电线路过热而引发重大事故。雷电包括直击雷、传导雷和感应雷,其中对输电线路破坏力最强的是直击雷,其所释放的电流,哪怕仅仅持续几微妙,也会在空气中形成电磁波而导致脉冲电压产生。在输电线路附近如果存在这种电磁波,就会通过传输线路与电气设备接触而导致电气设备处于过电压状态下运行。由于过电压导致电气设备过热,就会使得设备产生故障。如果因此而导致输电线路过热而没有及时处理,甚至会引发火灾。受到直击雷的影响,地电位会被抬高,输电线路上所连接的电气设备受到威胁,甚至会危及到人身安全。与直击雷相比,传导雷和感应雷的威胁力是比较弱的,但是击中传输线路或者线路附近的区域,也会因过电压产生通过线路损坏电气设备。

三、输电线路防雷常出现的问题

1.环境方面,输电线路大多分布在山区等无人区,这些地方通常环境复杂、气候多变,所以常常会受到暴雨、雷电、暴雪等自然灾害。实践表明,在雷雨天气中,输电线路遭到雷击之后造成线路跳闸的主要原因如下:输电线路的绝缘子没有达到50%放电电压;雷电的电流强度大、电压大;没有架空地线;杆塔接地电阻较大等等。所以在进行防雷设计时,要做到具体问题具体分析,根据遭到雷击的原因,拿出具有针对性的防护措施。

2.设计方面,设计人员在进行输电线路设计时要根据不同的地形环境做适当的调整,使其更具有针对性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如比较干旱的地区,其雷雨天气就比较少,南方地区雷雨天气的发生率比较高,不同气候环境的地区,输电线路的设计的侧重点肯定会有所差别。对于常常发生雷雨天气的地区,在进行输电线路铺设时要选择合适的杆塔型式,降低线路地线的保护角度,这样可以起到降低输电线路绕击率,达到防雷的作用。通常,位于山坡上的杆塔比较容易遭到雷击,那是因为装在山坡上的杆塔地势较高,地线的保护作用被大大削弱,降低了输电线路的耐雷击水平。所以,在进行输电线的施工图设计时,设计人员应对输电线路沿线的气候环境、地形地貌、地质特点做充分的了解,线路走向要尽可能要避开雷电高发区,并从多角度、多方面去分析输电线路的雷害特点,从而选择合适的杆塔位置以及加转避雷器等措施。

四、提高输电线路防雷技术水平的措施

1.合理选择路径,对输电线路路径地段的环境情况进行实地考察,做好输电线路的科学性规划,这样才能够预防输电线路在途径山区风口、顺风河谷等雷电突发地区或地下有导电性矿产的地面是时受到雷击。若确实无法避免,那么则需对那些容易受到雷击的地段实施有效的雷电保护。

2.要合理架设避雷线,架空避雷线又名架空地线,主要对导线起屏蔽作用,用来分流雷电流,避免雷电直击导线。架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本、最有效的措施,避雷线一般是架设在铁塔的顶部,与输电线路的导线形成保护角,而减小保护角能有效增加避雷线屏蔽面,减小导线暴露面,降低雷电绕过避雷线击中导线的概率,从而起到雷电防护的作用。

3.杆塔接地装置,由于输电线路的耐雷性与线路杆塔接地电阻有直接的关系,因此在对于电阻较高的地段,必须要适当地更换土壤,并选择合适的接地网,保证电阻得以降低。特别是要注意在雨季来临之前一定要对杆塔接地电阻进行严格测量,出现问题必须要立即按规程处理。控制好接地装置的埋深深度,尽量保持在60cm以上。由于接地装置长时间埋在地下,很容易受到腐蚀,因此工作人员必须要提前做好防腐措施,并定期检查,出现问题立即处理,避免出现更大的损坏。对于每一步骤的线路安装都要严格监督,出现不合格问题立即整改,保证完全没有任何问题后才可以进入下一道工序。将接地引下线和架空地线以及地网三者之间进行良好的连接,避免由于连接不当而引发任何问题。

4.要合理增加耦合地线,虽然降低杆塔接地电阻可以提高输电线路防雷水平,但在一些特殊的情况下,降低杆塔接地电阻的难度是比较大的。在这种情况下,就应通过增加耦合地线的方式来提高输电线路的防雷水平。耦合地线主要有两个作用:一个是可以降低绝缘子串的反击电压。另一个是可以将雷电流分流出去。采用增加耦合地线的方式可以降低雷击跳闸事故发生的概率,从而达到非常好的防雷成效。

5.加强绝缘强度同时进行不平衡绝缘,对于雷击多发地段,应该适当利用增加绝缘子片数量来提高绝缘强度。目前杆塔建设中双回线路的应用越来越多,以往传统的防雷措施根本无法满足当下要求,因此有必要采用不平衡绝缘。不平衡绝缘方式应用在双回路线路中,当其中一回路开始闪络后另一回路的耐雷性会大大提高,有效防止线路在受到雷击之后出现跳闸现象,实现持续供电。

6.科学选点安装避雷器。输电线路附近的雷电活动有许多偶然性和不确定性,因此加强特殊区段管理,通过所维护历年雷击记录分析,雷击故障杆塔均处于多雷区或重雷区、山顶、坡度较大的山坡或山峭、附近有水系(河流、水库、鱼塘等)、周围有矿区、大档距、跨大沟等。同时分析雷电定位系统以输电线路杆塔附近地闪密度为依据分析各区段线路走廊的落雷情况,划分多雷区,结合雷电易击区段确定重点防雷杆塔,为日后扩大防雷范围提供判别标准,科学选点安装避雷器。

对输电线路而言,造成输电故障的最大因素就是雷击,为了正常保证电力供应,满足社会发展和人们生活的需求就要对雷击造成的故障进行实地的勘察,通过分析雷击的类型选择合理的防雷措施,在分析的基础上对防雷措施进行科学的优化与改进,提升防雷水平,保证输电线路的正常运行。

参考文献:

[1]张西,齐军,杨德斌.提升输电线路防雷水平措施探究.通信电源技术,2016.

[2]王宏斌,周建刚.输电线路的防雷对策探究.科技创新与应用,2015.

论文作者:黎,剑

论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期

论文发表时间:2018/2/6

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