摘要:高压架空输电线路由于处于野外恶劣的运行环境下,在运行过程中受到外界影响的因素较多,特别是雷击故障严重威胁着高压架空输电线路运行的安全。基于此,本文笔者根据多年工作经验对高压架空输电线路防雷措施进行简要探讨。
关键词:架空线路;雷击;防雷
当前,国内市场经济快速发展带动了人们生活水平的提高,人们在日常工作和生活中对电力供应都有了更高的要求,因此电网规模也在迅速扩充当中,相关运行设备以及输电线路架设数量也在快速的增加。因此,提升高压输电线路的相关安全性也是电力企业首要面对的问题。架空高压输电线路通常选择架设在空间辽阔的地方,为祖国各地进行供电,所以线路较长,往往出现错综复杂的状况。极容易出现雷击故障跳闸或故障停运,可能导致电力无法正常供应,同时还要耗费较多人力和财力沿线进行检查维修;因此提高输电线路防雷技术水平不仅是为了保护线路安全,同时也是为了保护电力企业经济不受损害,从根本上保护线路、用户以及相关设备的使用安全。
一、高压架空输电线路防雷保护的重要性
1.高压输电线路是电力系统的主动脉
在整个电力系统中,高压输电线路可以看作是主动脉。高压输电线路的线路长度比较长,而且其分布也十分广泛,在整个电力系统中发挥着重要的作用。正是由于高压输电线路在整个电力系统中发挥着主动脉的作用,所以我们需要重视高压输电线路防雷保护,这样才可以保障整个电力系统的安全运行。
2.高压输电线路遭受雷击后果严重
高压输电线路的正常运行关系到整个电力运输系统和使用系统的安全,而且这些高压输电线路分布较为广泛,线路长度较长,并且这些高压输电线路所经过的外部环境是比较复杂的。这就导致整个高压输电线路遭受雷击的可能性比较大。高压输电线路被雷电击中后,就会导致跳闸故障,影响电能的正常供应。除此之外,高压输电线路遭受雷电后,整个线路以及一些开关设备有可能也受到损坏,更严重的情况是变压站内的设施也被殃及,给电力企业造成巨大的损失。基于以上几点,我们要重视对高压输电线路的防雷保护。
二、高压输电线路遭受雷击的原因及危害分析
1.高压输电线路遭受雷击的原因
在一般情况下,高压输电线路往往会建设在空旷地区,且选择的空中架设的结构,这样的结构有着较高的高度,继而也就更加容易遭受雷电袭击。同时,高压输电线路其直径较粗,以承载住较高电压的输电供应,其内部相应的金属材料较多,相较于中低压的输电线路而言,其所遭雷电击中的概率将更大。雷电对于高压线路导线所产生的冲击波力度之大,势必对于相应的供电设备、通讯设备等造成非常严重的破坏。
2.高压输电线路遭受雷击后的影响
高压输电线路在遭受雷击之后,极易出现接地短路现象,这样也就会对线路的正常供电造成影响。虽然雷电对于高压输电线路所发生的电击作用时间一般情况下都很短暂,但是在这一短暂的过程中便已影响到了输电线路的正常送电,进而由于雷电作用后而产生的高电压对于供电的设备造成了不同程度的破坏,反映于人民的生活当中即为停电事件的出现,进而影响到人们的正常生活、工作情况。
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三、高压架空输电线路防雷技术分析
1.选择正确的线路走向
雷电天气往往没有规律可循,但是根据工作经验,也能够总结出哪些地势更容易遭受雷击,这样的地区被称为“易击区”,如:山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区等;同时,部分地区土壤中电阻率极易产生突变,引发雷电攻击。因此,架空输电线路选择架设方向时,应该尽量避开以上地区,并加强防雷保护措施,以此来减少高压输电线路遭受雷击事故的发生。
2.安装避雷线和避雷器
架设输电线路过程中选择安装避雷线和避雷器后,如发生雷击现象,避雷线能够将雷击产生的部分电流传送到临近的杆塔当中,少数没有被转移的电流也能够通过杆塔流入到地下。当雷电流超过一定值时,雷电流可以通过避雷器进行分流,将雷电流分流电传送到临近的杆塔之中。通过实际情况来看,避雷器分流能力明显强于避雷线。因为分流的耦合作用可以提高导线电位,保证了绝缘子不会发生闪络效应,同时避雷器也具有控制电位的作用。架设高压输电线过程中会选择在容易受到雷击地区安装避雷器,但是应考虑实际地形以及相关经验进行合理使用。
3.安装避雷针
输电线路防雷措施中常被使用的方法就是安装避雷针,避雷针能有效减小线路遭受雷击后受到的损伤。但避雷针在输电线路的防雷中仍有弊端,避雷针本身就是通过引雷再进行消除雷电,这就增加了输电线受雷击可能性;同时避雷针可以保护线路遭受雷击的范围较小,国内外专业人士针对这个问题进行了反复的实验研究,仍无法确认保护范围的有关数值。参考避雷针侧面遭受雷击以及雷电绕击的实际案例分析,也无法计算出避雷针确切保护范围。避雷针本身就有引雷作用,因此增加了雷击次数,避雷针将雷电引过来后将雷电流引入大地,这个过程当中就由导线中运动的电子产生磁场,进而产生过电压,其变化速度随着电流变化速度成正比,而随着雷击距离而成反比。因此避雷针自身的保护装置无法对电磁感应以及电磁干扰起到屏蔽作用,致使部分设备出现各种损坏。
4.降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻与高压输电线路的耐雷程度具有一定的关系,当杆塔接地电阻变大时,输电线路的耐雷程度就会降低;当杆塔接地电阻变小时,输电线路的耐雷程度就会提高。在实际的高压输电线路的防雷措施中,运用较小的杆塔接地电阻时,还需要对当地的气候条件、地形特征等进行综合分析,选择合适的地网型式在降低杆塔接地电阻的防雷措施中:首先,设计时接闪的避雷线应尽量考虑采用小角度或负角保护,以减少雷电对设备的绕击;其次是保证外接引流线、接地体有足够的泄流截面;第三是尽量選择单极深埋垂直接地,以增加泄流容积,同时尽量避免使用水平加多根短桩式复合接地网;最后,对一些土壤电阻比较大的地区,可以适当地使用一些物理降阻剂,以增加接地体面积和改善周边土壤电阻率,这有利于迅速降低设备外过电压和快速地将雷电流传至大地。
5.加强线路的绝缘
沿线架设高压输电线路时,部分地区会使用大跨越的高杆塔,但是随着杆塔高度增加,遭受雷击的可能性也会增加。一旦高杆塔受到雷击,顶部的电位就会很高,同时过电压也会随之增加。所以,高杆塔遭受绕击雷可能性增加,可有效控制因雷击导致的跳闸情况,选择在杆塔顶部增加绝缘子片或者是有效绝缘子长度,并在合理范围内扩大跨越档导线和地线之间的距离,也能够提升线路的绝缘效果。
结束语
综上所述,雷电现象是一种经常发生的自然现象,是不可避免的,并且雷电对于高压输电线路的破坏力是十分巨大的,一旦高压输电线路发生雷击事故,不仅难以保障人们的生产生活用电,并且还有可能造成相关人员的人身财产安全。所以,我们要重视对高压输电线路的防雷保护,根据线路的特点和线路所在地的实际情况,制定安全可行可靠的防雷计划,有效地保证高压输电线路的安全运行,确保人们用电的安全。
参考文献:
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论文作者:吕守国
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/29
标签:线路论文; 高压论文; 杆塔论文; 雷电论文; 防雷论文; 避雷针论文; 避雷线论文; 《河南电力》2018年11期论文;