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摘要:在我国社会经济高度发展的今天,我国对于电能的需求量也在不断提升,这就对输电线路运行的稳定性和安全性提出了更高的要求。在输电线路的各类影响因素中,雷击灾害对于线路造成的损伤是十分严重的,甚至有可能引起较大规模安全事故。所以电力企业应不断加强对输电线路的防雷安全设计,通过采取具有针对性、经济性的防护措施,降低线路遭受雷击的概率。文章将展开输电线路防雷措施的研究,以供借鉴。
关键词:输电线路;防雷措施;经济性
1输电线路遭受雷击的原因与危害分析
输电线路工程建设中,会应用到金属材料构件,这就增加了线路遭遇雷击的风险,当输电线路遭受雷击时会通过金属构件产生大量感应电流,当感应电流达到一定的电压后就会进入到输电线路,导致线路电压迅速提升,这就会增加线路出现故障的几率,严重的可能导致线路瘫痪而无法正常运行。尤其是在线路相关设备抗压性和稳定性较弱时,如果出现雷击现象,则会对电力设备造成严重损伤,同时也容易导致安全事故的发生,除此之外,输电线路遭受雷击还会导致线路的维修与维护成本大大提升,不利于电力行业的稳定发展。所以,电力部门应根据所在地区的气候特点对输电线路进行科学有效的防雷设计及运行维护管理,以保证电力输电电路的安全稳定运行。
2输电线路防雷措施分析
2.1降低杆塔接地电阻
具体做法为:(1)垂直深井地极的材料采用镀铜钢棒地极,直径Ф14.2mm,每根长1.22m,中间用专用连接器将多根接地棒连接起来,得到所需要的长度。镀铜钢棒地极因其强度高,所以特别适合深钻,很容易打入地下,无需机械钻孔开挖,施工方便。深井地极施工方法:在距离杆塔1米左右选好点后开挖深0.6~0.8米、宽0.4米的坑。将第一根带有钻头的镀铜钢棒从坑中间打入地下,当地极棒上端离坑底0.1米时,用专用连接器接上第二根镀铜钢棒。然后继续往下打,以此类推,打到所需要的长度或地极棒钻头碰到大石头或岩石层即可停止。每组深井地极之间的距离应大于5米。在施工过程中,当镀铜钢棒碰到大石头或岩石层无法再打下去,深井地极长度不够要求时,根据具体情况,可增加深井地极组数量,直到接地电阻值达到要求为止。(2)对于部分地基电阻率过高的杆塔,采用地网引出,在其附近电阻率较低区域建立地网,以水平地极为主垂直地极为辅的延伸地极方式。
2.2安装复合外套金属氧化物线路避雷器
装设线路避雷器防雷要达到技术经济性,具体要求如下:(1)对特殊的杆塔(如坡顶、跨度较大杆塔及遭受过雷击或易遭受雷击的杆塔)安装一组(三相)线路避雷器。(2)孤立杆塔安装一组(三相)线路避雷器。(3)接地电阻很大的杆塔安装一组(三相)线路避雷器。
2.3增加杆头绝缘
为了进一步提高输电线路的绝缘水平,保证防雷接地设施的正常运行,设计人员应当优化绝缘子设计,提高防雷接地设施的运行效果。在设计工作中,设计人员应该优先选择制作技术水平高的优质绝缘子,并充分考虑实际情况衡量绝缘子维修更换工作的难易程度,尽量降低操作难度,同时也要保证设计方案的可靠性,就目前来讲,有机合成绝缘虽然相较于陶瓷、玻璃绝缘子性能稍差一些,但是由于其具备抗击穿结构,可以在受雷击时规避不可逆现象,所以设计人员可以根据当地的情况选择合适的绝缘子来提高输电线路抗雷击水平。
以110kV线路为例,如果线路所处地区的海拔低于1000m,其绝缘子数量应为8片左右;如果档距过大或是杆塔高于了40m,那么,绝缘子数量应按照每增加10m加装1片的标准来确定。对大跨越、谷口两侧、悬崖边及易受雷击的杆塔增加1~2片绝缘子,提高耐雷水平。
2.4加装侧向避雷针
在超过30米高度、大跨越、谷口两侧、悬崖边及易受雷电绕击的杆塔上安装侧向避雷针,以防护进入杆塔侧面避雷线屏蔽失效区的低空雷电先导,补充避雷线屏蔽的不足。
2.5设置耦合底线
如果对土壤电阻率的减少和对避雷线的设置还是没能有效改善防雷的效果,那就需要进行耦合底线的设置来减少输电线路被雷击的可能性。所谓的耦合底线的设置就是在输电线的下面设立一个底线,然后通过对避雷线以及输电线之间的耦合的强度,让输电线路上的电压能有效减弱,并且输电线路如果遇到雷电的突袭还可以有分流的作用,可以有效避免输电线路遭遇雷电的袭击而发生设备出现故障的概率。
2.6减小地保护角
在正常的情况下,减小地保护角的目的就是通过对杆塔的设置来进行转变,但是这样对杆塔塔头的大小进行相对应的改变,不光是对施工难度的加大,而且对杆塔塔头更换需要的资金也加大了,最主要的是根本无法达到预期的防雷效果,因此,在输电线路综合防雷措施中尽量不要使用这种方式。
2.7自动重合闸保护装置
在输电线路的防雷设计中,设置自动重合闸保护装置是较为常见的设计方法之一,设计人员应对工程所在地区的降雨及雷电情况进行前期勘察,针对当地天气情况需求对自动重合闸保护装置进行设计并在安装时对其进行科学调试,以此确保输电线路在遭遇雷电闪络后可以进行自动重合,保证线路的正常运行,降低因雷击造成的停电事故的发生概率。
3输电线路综合防雷措施的经济性研究
在正常的情况下都是从供电的技术人员的工作经验来选择输电线路的综合防雷技术,但是,因为各个地区的不一样,输电线路的风险也是各不相同,因此单单通过技术人员的经验是无法解决输电线路综合防雷技术中出现的每一项问题。通过技术人员还是可以选择出输电线路综合防雷措施及技术经济性研究相对应的基本方法,在设定其对策的时候,一定要根据区域的气候变化、地理的结构和地形地貌等一些问题来进行选择,还要对施工的成本进行核算,根据实际的情况来对实际的问题进行分析研究,对输电线路综合防雷措施及技术经济性研究是否和经济性以及安全性的要求符合,之后再选择更加适当的防雷措施,保证输电线路综合防雷措施及技术经济性研究贴近实际情况。
在雷击故障频繁发生的特殊地区,设计人员需要进一步考虑当地的情况,来完善输电线路防雷接地设计。在设计中,设计人员可以通过在供电导线下设计一条耦合地线来分流和耦合避雷针与避雷线,间接的减少接地电阻,与此同时,在容易受到雷击的几个杆塔顶端设计防雷拉线,提高杆塔的抗雷击能力。除此之外,设计人员应当合理的设计线路避雷器,确保雷电电流能够被顺利的导入相应的导线中,从而进一步提升输电线路的抗雷击水平,保证输电线路的设计方案能够适应特殊区域的防雷需求,因此设计人员可以借助耦合线、防雷拉线、避雷器等设计方案来确保特殊区域条件下,维护电力系统的正常运行。
结语:综上所述,在电力系统运行中,由于天气情况的影响,输电线路往往会受到雷击的损害,不仅造成了供电的不稳定,而且为电力企业造成了很大的经济损失,因此为了进一步提高输电线的抗雷击能力,相关技术人员需要深入分析输电线路雷击防护中的问题,并采取安全性、经济性较强的优化措施,保证输电线路的平稳运行,促进电力企业的长远发展。
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