摘要:随着社会的不断发展,人们对电力资源的需求量也在逐渐增加,输电线路的建设数量和规模也在继续增多。高压输电线路长时间的裸露在自然环境中,很容易受到雷击的影响和破坏,所以必须要做好防雷接地的工作。因此,本文对高压输电线路综合防雷对策进行分析有一定现实意义。
关键词:高压;输电线路;防雷
引言
高压输电线路是高压电力网中的重要构成部分,然而高压线在雷雨季节很容易遭受雷击,进而导致大面积停电。防雷接地是高压输电线路建设中需要重点开展的建设内容,需要相关部门做好相应的防雷接地技术设计和实施工作,确保电网安全、稳定、高效运行。
1雷击主要类型与危害
目前我国高压线路输电线路中广泛采用了架空线路,即用绝缘子将导线固定在直立地面的杆塔之上,架空线路维修方便,成本较低,但很容易受到气象和环境的影响而引发故障,雷击是诱发故障的主要原因之一,按照雷电集中输电线路的不同位置,可以将其分反击雷和绕击雷两类。反击雷是指雷击发生时,雷电并未直接击中输电线路,而是击中了架空线路的杆塔。由于雷击电压过大,有可能将线路的绝缘子击穿,并对线路进行放电。绕击雷是指雷击绕过避雷线直接击中输电导线同时进行放电。目前输电线路受到雷击后的损害主要表现为断线和雷击跳闸,受断线和跳闸影响的变电站将失去供电能力而导致其所负责片区停电。同时随着输电线路电压等级的升高,线路的运行安全就越加重要。对于高压输电线路来说,当雷击跳闸时,线路所带负荷难以瞬间转移,有可能引发变电站设备损毁甚至引发大规模的电网瓦解事故。
2高压输电线路综合防雷对策
2.1选择合理的输电线路路径
选择合理的输电线路路径是防止雷害的根本措施。因此,在进行高压架空输电线路的建设前,要进行实地考核,选择最优地点,要根据当地的地理位置、气候条件等综合考虑,形成一个最优方案,从根源上防止雷电的袭击。虽然雷电天气没有规律可循,但是相关人员可以总结出哪些地势更容易遭受雷击,比如山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区就是雷电袭击的频繁区域。因此,高压架空输电线路选择架设方向时,应尽量避开以上地区,最大程度地避免雷电袭击,尽量避让重冰区及微气象区等。
2.2架空避雷线
避雷线的运用是高压输电线路防雷接地的基本方式,避雷线的作用能够预防雷电击中输电线,以此进行保护工作。避雷线可以将雷击时形成的大量电流机械分支,以此降低流入电杆塔中的电流与,以免强大的雷击电流对电网系统中的其他电力设备形成影响。避雷线可以对电线的电流进行屏蔽,降低雷击形成的感应电压。经过导线所具备的耦合作用,可以很好的降低输电线路绝缘的电压。避雷线在使用和架设的时候要遵循相关的原则,通常情况下,壁垒效果与线路的电压是正比,若是电压越高,则避雷线的作用就更大,并且避雷线在线路中的性价就越高。在超高线缆中有必要安装双避雷针,同时还要架设避雷线,做到双重防雷,将雷击可能性降到最小。
2.3架设耦合地线
耦合地线不仅具有分流作用,而且还能增加耦合系数,无论是防绕击效果,还是防反击效果,都得到了国家的认可。架设耦合地线后必须验算杆塔所承受的荷载,在杆塔机械强度允许的情况下,在导线下方架设耦合地线以提高耐雷水平是可行的。但在实际情况中,由于地理位置、施工环境等各种因素的影响,有时难以架设足量的接地电阻。为此可以在导线之下加装耦合地线。通过避雷线与耦合地线之间的相互作用,有效降低雷击电压,从而防止因瞬间电压过高引起的线路跳闸问题。
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2.4安装避雷器
在高压输电线路上安装避雷器来进行防护雷电过电压是广为采用的一种方法,在线路上安装避雷器,保护电气设备免受瞬态过电压危害并限制续流时间,在保护设备的同时降低线路因雷击引起跳闸的几率。它的防雷机理是当过电压超过避雷器的放电电压时,避雷器在纳秒级内导通释放过电压能量,同时维持较低的残压以防止线路短路跳闸;雷电流通过后,避雷器快速熄弧,切断工频续流。但是避雷器在提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的同时存在以下的局限性:(1)避雷器动作电压、残压等参数在生产时已固定,不能进行调节,因此不能根据设备绝缘水平的差异实现差异性的保护和精细保护;(2)同时避雷器通流容量的局限,当避雷器通过的雷电流较大,超出了避雷器的瞬态散热能力,造成避雷器温度急剧上升,造成避雷器爆炸;(3)长期在电网额定电压下运行,避雷器阀片易发生电腐蚀导至电老化、损坏,当避雷器线路接地故障。(4)避雷器在运行时需要定期对避雷器进行试验或轮换,运行维护的工作量大,而且运行成本较高。
2.5装设自动重合闸装置
由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置虽然不能提高线路的耐雷水平,但对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。装设线路自动重合闸作为线路防雷的有效措施,在线路正常运行中和保证供电可靠性方面发挥了积极作用。同时对瞬时故障要加强巡视、判断,并及时予以查清、处理,防止给线路安全运行遗留隐患。
2.6安装绝缘子
当发生雷击现象时,架空线路高压输电线路中瞬间就会产生很多的电压,这种过电压现象就会造成线路断线情况发生,这就对电力系统的稳定供电造成了影响,为了避免这种情况的发生,就可以采取安装防雷绝缘子的方法进行,从而能够有效的吸收雷击产生的放电能量,同时还能有效的限制高压输电线路中的感应过电压。防雷绝缘子具有多种类型,主要包括支柱式、横担式、耐张绝缘子等,其具有十分不错的防雷性能,它主要是比常规的绝缘子增加放电间隙从而保护线路,在安装的时候根据实际的情况进行合理的间距安装,其防雷效果显著。
2.7降低接地电阻
在使用输电线路过程中,杆塔对其工作的安全性起重要作用,所以要将杆塔接地电阻的阻值降低。在选定架设输电杆塔地点时,不同的地质条件也会影响当土质的电阻率参数。若是普通杆塔,在外界因素不变的情况下,降低杆塔电阻会使输电线路水平明显提高。利用杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护,可降低输电线路被雷电打击几率。被熟知并常用的降低杆塔接地电阻的方法有:外引接地、接地网面积扩大、使用降阻剂。虽然此举可增强输电线的放雷水平,但在特殊情况下,采用耦合地线的方式可以更加有效的提高输电线路的防雷能力。耦合电线可使绝缘子串的反击电压降低,也可以分流雷电电流。实践证明,在降低杆塔接地电阻无效的情况下,可以使用耦合地线的方式。此种方式可降低跳闸事故的发生,对输电网络起到保护作用,也可使高压输电系统正常运作。在山区使用效果显著。
结束语
雷电对于输电线路的危害巨大,因此,要想有效降低高压输电线路雷击事故的发生,相关工作人员要结合当地气候特点,有针对性地做好雷电的预防工作。同时,在线路设计时,要依据线路的现场特点来制订合理的防雷措施,运行中按周期检查避雷接地装置,及时处理存在的缺陷,这样才能有效地降低雷击过电压对输电线路造成的危害。在充分利用目前的防雷手段的基础上,不断积累经验,探索新方法,将雷电带来的损害降到最低。
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论文作者:王文钦
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/22
标签:线路论文; 防雷论文; 避雷器论文; 避雷线论文; 杆塔论文; 高压论文; 雷电论文; 《基层建设》2018年第36期论文;