摘要:雷电对于输电线路的影响主要有两个方面:首先如果杆塔受到雷击,自身就会存在电流,电线和杆塔中的输电设备就会受到影响,甚至会引发电线燃烧,设备爆炸的严重问题。过强的电流也会影响设备的修复功能,而解决措施是要更换线路设备,不仅维修难度大,而且还会造成很高的维修成本。其次,输电线路受到雷电的影响,会发生过电压的情况,线路和设备难以承受过高电压,绝缘性能受到损害,继电保护器就会发生跳闸,一方面会造成大范围停电,造成巨大的经济损失,另一方面对于人身安全也会产生很大的危害。所以,对于输电线路的防雷工作一定要提高重视,确保电力系统输电的安全和稳定。
关键词:输电线路设计;线路防雷技术;运用解析
1导言
输电线路在电力系统中承载着电能分配与输送的重要使命,其运行的稳定与安全对保障整个电力系统运行的稳定与安全至关重要。因此,相关部门及工作人员应在明确认识防雷技术应用重要性的基础上,结合雷电故障形成原因,根据输电线路工程实际情况,对输电线路进行科学的设计,实现防雷技术在输电线路设计中的科学应用,从而降低雷电故障发生概率,减小雷电故障对电力系统运行质量的影响。
2输电线路设计中防雷技术的重要性
在输电线路运行的过程中,雷击是普遍存在的引发输电线路故障的因素。通常情况下,雷击具有较强的突击性、爆发性,可在瞬间产生热电效应、磁场效应,破坏能力极强。因此,当雷击电力输电线路时,将对其产生巨大的危害,导致输电线路出现损坏,进而引发线路故障。结合工作经验,在输电线路运行过程中,雷击故障的类型大致可分为以下3种:①雷直击杆塔。输电线路(ElectricityTransmissionLine)主要是由架空输电线路(OverheadTransmissionLine)和电缆输电线路(CableTransmissionLine)组成,其中,架空输电线路主要由输电导线、杆塔、绝缘子、拉线、杆塔基础、接地装置等共同组成[1]。由于输电线路中的杆塔相对较高,在雷雨天气,当大地感应到雷云中存在电荷时,输电线路杆塔将充当传导媒介,导致雷击杆塔问题的产生,从而导致塔顶电位升高。当电位超过绝缘子的抗雷水平时,会引发绝缘子发电现象的产生,形成单线接地,出现输电线路故障。②雷直击导线,即雷绕过避雷线直接作用在输电线路的导线上,从而引发线路绝缘子发生闪烁出现跳闸停电故障,因此又被称为“绕击闪烁故障”。诱发绕击闪烁故障的因素有很多,比如避雷线保护、接电电阻值、杆塔设计高度、导线布置形式、地理条件等。③雷击线路周边。随着近年来电力技术与设备的创新发展与应用,高集成度的电子设备逐渐被应用到电力系统中,由于高集成度的电子设备对雷电电磁脉冲具有极强的反应,当雷击作用于输电线路周围时,会导致输电线路瞬间形成感应过电压,增加电力输电线的电荷量,引起绝缘子破裂、击穿等事故,甚至入侵到变电站,威胁到整个电力系统,影响电力系统的安全运行。因此,在输电线路设计中,实现防雷技术的科学应用对保障输电线路运行的稳定与安全具有重要意义。
3输电线路引发雷电的影响因素
3.1线路杆塔的高度
输电线路尤其是高压输电,杆塔往往都设置在宽阔地区,而且具有很高的高度,周围没有高层建筑,因此在出现雷雨天气时,杆塔就很容易受到天气影响从而出现雷击现象。而且随着电力事业的进一步发展,输电线路应用范围更广,需求量巨大,杆塔的设置数量也在不断增加,很多地区的杆塔高度也在提高,因此更容易受到雷电影响。
3.2自然环境的影响
为了保证电力供应,输电线路会经过很多山区,而且山区地带往往降水丰富,雷雨天气较多,输电线路受到雷电影响的几率也就随之增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前输电线路在山区发生雷击的现象比较频繁,所以再设计中一定要重视自然环境对于输电线路的影响,尤其是山区雷雨天气较多的地区。
3.3土壤电阻率的原因
输电线路的杆塔数量很多,而杆塔都是与土壤直接连接,因此杆塔很容易受到接地电阻的影响。在很多地址条件比较复杂的地区,例如高山和岩石密布的地区,雷击现象受到土壤的电阻率影响很大。如果杆塔发生雷击,加之土壤电阻率过小,很容易产生反射问题,从而进一步提高了输电线路受到雷击的几率。
4输电线路设计中防雷技术的应用
4.1选择合理的输电线路
经过多年对雷击现象的研究,我们发现雷击现象主要是受到环境因素、地理因素、气候因素的影响。在一些高山、倾斜的山坡、山谷地区本身就非常发生雷击的现象,所以输电线路在选择时要尽可能的避开这些区域,这样才能减少雷击事故发生的概率。同时经过调查研究显示,在土壤电阻率比较低或是土壤电阻率发生突变的地点也非常容易发生雷击现象,相似的还有地下水位比较高的地区和地下矿物质含量丰富的地区。总而言之,由于地区环境差异而产生易发生雷击事故的现象,可以通过选择合理的输电线路来避免。
4.2在输电线路上设置避雷线
为了防止输电线路的雷击事故,目前应用比较广泛的就是在输电线路上设置避雷线。在设置避雷线过程中,要注意两个方面,一方面就是要科学的选择避雷线,要进行大量的计算使得选择的避雷线和输电线路相匹配,达到防雷的效果,另一方面就是要选择正确输电线路的避雷线,比如电压比较低的输电线路就不适合设置避雷线。比如,当输电线路达到一百二十千伏的电压时,就需要所有的输电线路都设置上避雷线。在某些下雨比较频繁的区域比如半个月以上时间都在下雨的区域要全程设置避雷线。
4.3在输电线路上安装避雷器
避雷器可以说是避雷线的衍生产物,在某些方面非常好的解决了避雷线的不足之处,避雷器和避雷线的巧妙结合更是产生了更好的防雷效果。避雷器安装在输电线路前,要通过精密的计算确定一个确定的雷电流值,当输电线路中的电流值大于这个数值时避雷器就会自动启动,从而将电流能够导入到大地之中,保证输电线路的正常运行。除此之外,避雷器的安装最好配合上效果最好的铁塔输电线路,充分利用已经存在的资源,发挥防雷技术的最佳效用。
4.4减小接地电阻
使用避雷线、避雷器和自动合闸系统都是通过物理条件来减少雷电伤害的防雷技术,如果能够减少接地的电阻,就可以使得防雷效果更上一层楼,如何减小接地电阻,这里我们提供两个有效的措施。首先可以利用爆破技术,爆破技术是近几年比较流行的一项新技术,可以有效的使土壤的性质发生一定的变化,也就是通过爆破的手段将这片区域的土地炸开,使得电阻率比较小的物质能够进入地下,有效地减少土地的电阻率。另一个方法就是在土壤中加入适量的降阻剂,这里我们建议降阻剂加入到铁塔附近的土壤之中,使得降阻剂中的电解质和水分能够最快的速度融入土壤之中,从而减小接地电阻。
5结语
综上所述,电力系统的安全和稳定运行对于我国国民经济的发展和城市化建设具有重要的意义。而电力系统中的输电线路是重要的组成部分,输电线路的安全也直接关系到电力能源的供应。电力企业在进行输电线路设计时,要对于输电线路引发雷电的影响因素进行全面的考虑,并采取有效的防雷技术和措施,确保输电线路免受雷电的影响,能够正常运行,进而推动电力系统整体的稳定,从而推动我国电力行业的快速发展,其电力行业成为我国可持续发展的重要支持。
参考文献:
[1]田海遥.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].科技资讯,2017,15(14):22-23.
[2]朱俊宇.解析线路防雷技术在输电线路设计中应用[J].低碳世界,2017(12):36-37.
论文作者:刘鹏,胡自强,任鹏中
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
标签:线路论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 防雷论文; 雷电论文; 输电线论文; 电阻率论文; 《防护工程》2018年第32期论文;