摘要:雷击导致高压架空输电线路发生故障的最主要原因,特别是随着输电线路电压等级的提高,其发生雷击故障的几率也会增加,其造成的危害和损失也会加大。特别是由于以往对防雷措施的不重视,都以接地作为主要的防雷措施,没有采用恰当的防雷设备与措施,一旦发生雷击事故,往往会造成严重的经济损失,严重制约经济的可持续发展。
关键词:高压输电线路;防雷保护;问题;措施
一、防雷保护的实用性分析
若想使高压输电线路得以安全稳定的运行,电力企业工作人员需要对雷击后果方面的问题进行考虑,对输电距离较远以及线路分布较广方面的因素进行分析,对线路途经区域的实际情况进行调查了解。在高压输电线路遭受雷电攻击时,跳闸问题出现的可能性极高,进而对电力企业供电服务质量产生较大的负面影响。同时雷电袭击可能对开关设备等方面造成负面影响,更有甚者会使变压站中的装置受到破坏,对电力企业经济效益造成影响,可见防雷保护工作的实用价值较高。此外高压输电线路在电力系统中的地位极高,防雷保护措施能够为电力系统的正常运行提供更多保障。
二、防雷保护问题的研究
(一)接地装置方面的问题
接地一体化装置的应用可以实现电气连接,使大地与电气设备等物件更好的连接,其中接地极的作用是使金属物体通过电气连接和大地相连。研究人员对接地装置方面的问题进行分析,发现电网降阻及地网腐蚀是其中的两种代表性问题。若输电范围内高压输电线路在降阻剂超过464的条件下运行,腐蚀一类的问题便会对其产生影响,3~5年范围内便会使其断裂。对其进行开挖操作时,地网腐蚀程度甚至超过半数,并且以0~40cm范围内的腐蚀问题最为突出。
(二)杆塔方面的问题
高压输电线路的架设工作中杆塔可以被视为是一种基本装置,依据材质能够对其进行分类,如水泥杆或钢管杆等。如今高压输电线路防雷保护工作中杆塔方面的问题存在较大隐患,因此已经成为研究人员的研究重点,钢筋混凝土及钢材在杆塔的制作工作中应用较多,能够对线路起到支撑作用,若遭遇雷电袭击,冲击波便会对杆塔内部钢芯产生影响,最终使杆塔出现爆裂问题。若杆塔的使用时间过长,一旦遭受雷电袭击冲击波便会流经拉线,最终使拉线升温并对强度参数产生严重负面影响,致使倒杆问题发生。
(三)绝缘子选择方面的问题
在线路维修及建设工作中,需要选择适宜的绝缘子进行应用,复合、玻璃绝缘子便是人们的首选,就复合绝缘子而言,需要对鸟害、风偏等方面的问题进行综合分析,后期高压输电线路维护及检测工作人员对应用合成绝缘子的线路检修时难度较小,因此若高压输电线路所处的位置遭受雷电袭击的可能性较低时可以应用此类绝缘子,在此过程中人们需要对其雷电袭击抵御能力较差方面的情况进行综合考虑,对安全隐患方面的问题进行综合分析,防止高压输电线路的整体防雷保护工作受到负面影响。对玻璃绝缘子进行使用时,需要对城区特点以及实际情况方面的问题进行考虑,避免对整体设计产生负面影响。
(四)保护角方面的问题
垂直线和外侧导线与避雷线连线之间形成的角被人们称为避雷线保护角。通常情况下其最大值为25°,高压输电线路防雷保护的安全性和保护角大小成反比,双避雷线在超过500kV线路中保护效果较好,同时应使高压输电线路高度和保护角大小成反比,进而对其可靠性进行进一步提升。若高压输电线路所处位置为山区的雷电高发区,应设置负保护角对高压输电线路进行防雷保护。
三、提高输电线路防雷水平措施
(一)设计安全输电路径
过往的经验表明,输电线路遭受雷击的区域往往集中于某些特定的路段。因此设计线路架设路径时,结合当地的具体情况合理地规避雷击区即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般的雷击区集中在山区风口及顺风的河谷,四周为潮湿的山区,土壤电阻率有突变的地带等处。
(二)架设避雷线
架设避雷线是线路防雷的基本措施,输电线路的电压值越高,效果越好;且该方法经济性比较有优势,是线路防雷的必备措施之一。主要功能体现在防止雷电直接击中输电线路、对雷电流进行分流、降低塔顶电位,降低导线上的感应电压。
(三)降低塔杆接地电阻值
降低塔杆接地电阻值对于增加线路的防雷水平也是一种行之有效的方法,一般搭配避雷线一起使用。当输电线路被雷击之后,能够大幅度降低雷电压。输电电压在110~500kV的耐雷水平与塔杆接地电阻值的关系如下表所示,根据具体的需求选择合适的阻值即可。目前常用的减低阻值的方法有:利用降阻剂,在接地极的周围辐射降阻剂;爆破接地技术,通过爆破技术将接地装置炸裂,然后用压力机将低电阻材料压入缝隙中,将整个电阻的电导率降下来;扩大接地面积;外引接地,选择地导电率的土壤外界一个接地。
(四)架设避雷线
架设避雷线是最为有效和基本的防雷措施,避雷线的主要作用是防止雷直击导线,与此同时它还具有分流作用,能够降低流经杆塔的雷电流,并且能够通过对导线的耦合作用,减小线路绝缘子的电压,还能够通过对导线的屏蔽,降低导线上的感应过电压。通常来讲线路的电压越高,避雷线的使用效果也就越好,而且还能够降低避雷线在整个线路中的造价比。
(五)安装避雷器
随着科学技术的发展,避雷器已经能够较好的完成避雷效果,特别是大量先进避雷器的推广应用,更是有效保障了输电线路的安全运行,常见的有放电管类避雷器、压敏电阻类避雷器、间隙类避雷器等等。其中:开放式放电管避雷器的优点是体积小、漏电流小、通流能力强、无电弧喷泻,而它的缺点是反映时间慢、残压较高、产品一致性差、有续流;密闭式气体放电管的优点是体积小、通流量大、无电弧,而它的缺点是产品一致性差、有续流并且残压较高;电阻类的优点是反应时间较快、通流容量大、残压较低并且无跟随电流,而它的缺点是老化速度快、漏电流较大、热稳定一般;开放式间隙避雷器的优点是放电能力强、通流量大、漏电流小、热稳定性好,而它的缺点是残压高、存在续流、反映时间慢;密闭式间隙避雷器的优点是放电电流大、无电弧外泻、漏电流小、无续流、热稳定性好,而它的缺点是残压高、反映时间慢;抑制二极管类防雷器的优点是反应时间、残压低、体积小、动作精度高、快无续流,而它的缺点是通流量小。
(六)绝缘配置的设置
绝缘配置的调整工作需要视电压等级增加方面的情况而定,后者增加时人们可以对前者进行优化升级:①从玻璃、复合绝缘子中选择适宜的使用对象。②增加塔顶位置的绝缘子数量,扩大和地线之间的间隔,进而对高压输电线路绝缘性能进行提升,减少遭受雷电袭击的可能性。③对空气介质的作用进行最大限度的发挥,进而对耐雷击性能进行提升。绝缘保护方面的功能需要依靠空气间隙支持,但是由于投入成本过高,此类绝缘器材尚处于开发起始阶段,具有较大的进步潜力。
四、结论
综上所述,雷电袭击一直以来便是影响高压输电线路运行的重要原因,为了向人们提供更加安全、稳定的供电服务,电力企业需要对高压输电线路防雷保护问题进行深入研究分析,采取适宜的防雷保护措施对问题进行处理。
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论文作者:蔚高
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签:线路论文; 防雷论文; 避雷线论文; 高压论文; 雷电论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 《电力设备》2017年第10期论文;