摘要:随着自然环境的恶化,强对流天气增多,雷击造成的线路跳闸次数居高不下,并呈上升趋势,因此为保证电网安全运行和可靠供电,对提高输电线路防雷水平提出了迫切要求。而不同地区的雷电对线路造成的影响不同,这就需要根据实际情况,采取不同的防雷手段。本文以差异化防雷技术为例,对该技术与运用策略进行全面分析。
关键词:差异化;防雷技术;策略
防雷体系作为电力建设的重要组成部分,该体系主要由变电站核心防御体系和输电线路外部防御体系构成。输电线路的杆塔高耸出地面,并暴露在旷野或高山,线路距离长、跨度大、分布广、气象条件复杂,所以容易受到的雷电的冲击,严重影响输电线路的稳定性与可靠性。为保证输电线路的正常运行,结合实际运行经验,我国制定出与之相匹配的雷电防御策略,出台了差异化防雷技术措施,提升了输电线路防雷技术管理水平和电力系统对雷电冲击的抵御能力。
1雷电危害的主要原因
1.1输电线路架设位置属于雷电高发区
雷电危害除自身的不可预估性外,还存在一些现实情况的影响。受用电单位地理环境的影响,输电线路在架设的过程中地理环境海拔较高,属于雷电高发区。因此在雷电高发期受到雷电危害的几率较大,为了避免此类地区较高的雷电危害事件发生,针对此类地区的防雷措施的设立也尤为重要。
1.2输电线路之间的配置问题
因电流原因整体的输电线路都带有一定的磁场,雷电也具有一定的磁场。磁场与磁场之间存在相互吸引和相互排斥的现象,整体的输电线路受地理环境和气候的影响,所带磁场会根据环境变化而变化。其中输电线路之间的配置问题,使得磁场现象发生更多的变化,例如密集度较大的输电线路,其所带磁场更大,引发雷击事件的几率也更高。因此为了有效的避免整体的雷电危害,输电线路之间的配置和分布也要严格控制。
2输电线路防雷工作中存在的问题
2.1没有选择和使用合理的防雷技术。
目前,我国大部分的电力企业,都没有对防雷措施进行深入的研究,在开展防雷工作的时候,通常只是选择以往的防雷对策,不但没有对线路落雷的特点进行充分的调查研究,也没有对输电线路所在地区的差异性进行充分的分析,从而只是对防雷措施进行盲目的实施。
2.2过于激进的使用新防雷装备。
近几年,在我国广西地带,针对新的防雷设备应用比较广泛,例如:头部分裂均压式避雷针、可控放电避雷针以及防绕击预放电避雷针等,但是这些新的防雷装备,从原理方面来看,存在着许多争议,并且这些装备的性能在运行经验方面,也并没有得到充分的证实。
2.3防雷整体工程缺乏经济技术考量。
第一,防雷工作存在滞后性,由于目前的防雷工作只是通过每年的雷击数据统计进行研究和分析,从而形成了防雷工作的滞后性。第二,防雷工作具有长期性,由于每年都需要对防雷改造工作进行数据的分析和统计,导致输电线路的防雷工作需要较长的时间来操作,从而具有长期性。第三,防雷设备的维护,在防雷工作中,针对防雷设备的维护具有重要作用,由于防雷设备的运行环境较差,所以导致一些防雷设备损坏,从而出现数据的丢失或不完整,给防雷工作带来了巨大的影响。
3差异化防雷技术的策略
3.1根据线路电压等级架设地线
实施差异化防雷技术,是在保证输电线路正常运行的同时,降低电力企业建设的资金消耗量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆想要科学、合理的落实防雷措施,应从输电线路建设地的地理情况、天气情况入手,分析该地区的地形特征、土壤电阻率大小、雷电活动强弱,结合输电线路的电压等级、线路负荷性质、系统运行方式、经济技术等,合理选择架设地线的方式。例如,针对220kV及以上输电线路一般应全线架设双地线;110kV线路应全线架设单地线,地处山区的宜架设双地线。对于重要线路,即使是110kV线路也应全线架设双地线。对于绕击雷害风险处于IV级区域的线路,双地线间距不应超过导地线间垂直距离的5倍,如超过5倍,可在两地线间架设第3根地线。
3.2降低杆塔接地电阻及增强输电线路绝缘性
在开展输电线路防雷工作的时候,减小杆塔的接地电阻,在一定程度上不仅能够减少雷击杆塔点位升高的程度,还能起到较好的防雷效果。如果在实施的过程中出现接地网电阻值过大的情况,就需要采取有效的措施进行改进,例如:使用降阻剂改善土壤电阻率、增加地网辐射线或者是扩大接地体的等效直径等。为提升输电线路的防雷线路,需要增强输电线路的绝缘性能,针对雷电活动强烈地区,增强绝缘子片的数量,能够增加导线与避雷线之间的距离。
3.3按照线路的重要程度、沿线雷区分布,进行地线保护角差异化设计
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,而绕击约占雷击跳闸率的八成甚至更高。加装耦合地线和减小边导线保护角(地线保护角)是降低绕击率行之有效的根本措施。对运行线路来说一般不进行地线保护角的改造,因为改造起来工作量大,同时增加了安全风险,投入成本过高。在电力建设施工前的设计阶段就应因地制宜地开展防雷差异化设计。例如:110~220kV重要线路的单回路铁塔,其地线保护角取值均不大于10°,而一般线路取值均不大于15°;110~220kV重要线路的同塔双(多)回铁塔均不大于0°,而110kV一般线路取值均不大于10°;钢管杆110kV线路地线保护角不大于20°,220kV线路地线保护角不大于15°。根据杆塔的不同,重要程度不同,电压等级的不同,地线保护角进行不同的取值。
3.4安装防雷装置
在输电线路上安装防雷装置是最有效、最切实可行的方法之一。目前,我国采取的防雷装置主要有设置避雷线、避雷线侧向短针、杆塔的侧面安装避雷针以及在塔顶安装避雷针或安装绝缘体。由于不同地区雷电活动有所差异,防雷装置的选择要根据当地情况作出合理的选择,才能最大程度地保护输电线路,避免雷击的可能。
3.5做好防雷措施
进行防雷措施是一项比较严峻的工作,需要有序、有计划、有步骤地进行。进行雷电活动分析,根据雷电流的强度和雷电的分布,确定雷电活动情况。确定雷电频发区杆塔分布情况,在确定某一地区雷电活动最为激烈的部分是通过观察当地地形分布、线路结构、雷电流之间关系等,进行分析,从而掌握、雷电活动频繁区域以及区域内杆塔分布。绘制整个地区输电线路分布情况,并标注当地的地形条件、环境条件等,为防雷措施的实施做好充足的准备。根据输电线路和雷电相关资料进行具体的输电线路防雷措施的实施。
4结束语:
输电线路在运行的过程中,引起雷电危害的主要原因为:输电线路的配置问题,以及地理环境问题。针对此类现状经过长期的技术研究发展,当前我国输电线路差异化防雷技术的整体发展也获得了较大的成功。其中主要涉及的差异化防雷技术与策略为:降低杆塔接地电阻、全线架设避雷设备、采用新型防雷技术、根据输电线路沿线地理环境进行防范、针对雷电危害区间进行防范。实施此类防雷技术,以此促进整体输电线路的安全运行,加强供电系统的安全稳定。
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论文作者:杨京蕊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签:防雷论文; 线路论文; 雷电论文; 地线论文; 杆塔论文; 差异化论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第15期论文;