架空输电线路防雷措施研究刘延春

发表时间:2020/4/15   来源:《中国电业》2019年第21期   作者:刘延春
[导读] 我国电是人们赖以生存的最重要基础能源,是唯一可以和水资源相媲美的基础资源
        摘要:我国电是人们赖以生存的最重要基础能源,是唯一可以和水资源相媲美的基础资源。在我国电力工程中,由于架空输电线路的线路长度较长,杆塔数量较多,途径的地形复杂,常常经过雷暴多发区段,所以对于架空输电线路的防雷措施进行研究,具有重要的意义。
        关键词:架空输电线路;防雷措施
        引言
        科技的进步,时代的不断发展推动我国各行业发展迅速,使我国快速进入现代化发展阶段。架空输电线路属于我国电力机制以及电力网之中的一项关键性构成成分。因为其常年暴露的外部环境之中,所以很有可能遭到外部环境因素带来的侵扰,其中最不可忽视的因素即为雷击。
        1输电线路雷击跳闸的危害
        在日常运行过程中,架空输电线路的安全稳定运行会受到雷击的影响,雷击也会造成绝缘子和其他电力设备的损坏,电力设备的损坏和雷击造成的跳闸故障都将给供电企业带来损失。早期的输变电工程建设过程中,预防雷击主要只考虑到绝缘子的性能要求,但是在当今时代,强调的是供电可靠性和坚强智能电网,对于输变电设备的整体的防雷保护的要求,将会更加严格,差异化的防雷措施正在越来越多的运用在输变电设备上,能够有效的预防雷击对于架空输电线路的危害。在电网系统中,架空输电线路起着输送电能的关键作用,它的安全稳定运行对于整个电力能源网起着至关重要的作用。但是架空输电线路架设在空旷的户外,线路长度漫长,很多处于易于遭受雷击的山坡等恶劣地理位置,同时也有很多处于雷暴多发区域,因此,架空输电线路经常遭受雷击事件,很容易发生雷击跳闸故障,影响供电可靠性。
        2雷害事故发生的原因
        2.1雷电绕击闪络
        输电线路一般均架设避雷线以保护导线免遭雷击,但并非绝对有效,仍存在雷电绕过避雷线击中导线的情况。由于雷电直接击中导线,导线上的雷击过电压值很高,当过电压值超过线路绝缘的耐受电压水平,则会发生冲击闪络,引起跳闸,这种闪络称为雷电绕击闪络。从线路遭受雷击的情况看,虽然绕击的概率很低,但由于导线上的雷击过电压值很高,所以因绕击发生的跳闸事故占雷击跳闸事故的比例超过60%。
        2.2择选普通型合成绝缘子所产生的问题
        相关的工作人员在择选绝缘子类型的过程之中,通常都会由于合成绝缘子养护及核验强度不高,所以主网线路在多雷的范围会运用诸多普通型合成绝缘子。因为合成绝缘子的两侧都压环,导致出现部分的空气缝隙,让它的防御雷击的能力比相同类型装配高度的瓷绝缘子要低。按照有关的条例规定,可以知道,在雷击频频发生的空间范围,普通合成绝缘子不适用。
        2.3避雷线保护角设置不当
        由于一些电力施工人员在实践中对地线弛度未按设计要求进行施工、校验,且其运行中因导地线张力的影响,导致张弛度发生了变化,加上设计中存在保护角缺陷导致的保护角不符合现场要求的问题,从而出现了高压架空输电线路避雷线保护角设置不当的问题,从而降低防雷效果。
        2.4接地不良
        长期运行的输电线路,因部分杆塔的接地电阻超标,接地网锈蚀严重,当雷电流击中杆塔经过接地网向大地泄放时,超标的接地电阻使得杆塔本身的电位迅速抬高,当电位值超过输电线路绝缘子闪络电压时,就会击穿绝缘发生闪络故障。


        3架空输电线路防雷措施
        3.1合理选择输电线路路径及绝缘方式
        1.结合架空输电线路防雷要求,为了使其能够处于良好的运行状态,降低雷击事故发生率,则需要重视该输电线路路径的合理选择。具体表现为:在架空输电线路建设计划实施前,需要对其所在区域进行实地考察,结合地理位置、气候条件等,确定最佳的输电线路架设方案,给予其应用中的防雷水平提升必要的支持;在选择架空输电线路架设方向的过程中,应避开易遭受雷击因素影响的区域,像山区的风口地带、茂密的森林、大型水库、河谷以及峡谷的顺风地区等,从而为该输电线路的安全运行提供保障。2.架空输电线路实践应用中的绝缘方式选用是否有效,关系着其防雷效果。因此,在提升这类输电线路防雷水平的过程中,需要通过对其运行环境、导线的功能特性等方面的充分考虑,选用好有效的输电线路绝缘方式,优化其应用过程中的绝缘性能,实现对雷击因素影响的有效应对,促使架空输电线路防雷方面的研究内容更加丰富,拓宽这方面的工作思路。同时,在选用架空输电线路绝缘子的过程中,应结合当地的气候特点,提高大爬距绝缘子利用效率,并通过对保护间隙加装方面的考虑,确保这类输电线路防雷有效性,避免对其功能特性、输电效率等产生不利影响。
        3.2装设线路避雷器
        常见的线路避雷器为金属氧化锌避雷器,分带串联间隙型和无间隙型两种。线路避雷器与导线绝缘子串并联安装,在工频电压下呈现很高的电阻,当线路导线遭到雷击时,传导至避雷器的雷击过电压一旦超过避雷器的启动电压,避雷器就会启动泄流,迅速地降低导线上的雷击过电压值,雷击过电压值下降至一定数值后避雷器又呈现高电阻状态,并停止泄流。因为避雷器的启动电压和雷击放电后的残压均低于绝缘子串的闪络电压,所以只要避雷器的泄流速度足够快、泄流持续时间足够短,就能保证绝缘子串不闪络,避免发生雷电绕击闪络现象。由此可见,安装线路避雷器是一种非常有效的防雷措施。但是,避雷器需要运行维护且价格较高,实际工程中一般是针对易遭受雷击的地段,安装适当数量的线路避雷器。
        3.3降低杆塔接地电阻
        降低杆塔接地电阻对于防范雷击有着重要的意义,在线路杆塔的绝缘电阻高的情况下,雷击杆塔时,杆塔顶部电位更大,绝缘子将会承受更大的电压,更容易被击穿,但是在线路杆塔的绝缘电阻小的情况下,雷击杆塔时,杆塔顶部电位更小,绝缘子将会承受更小的电压,不容易被击穿。降低绝缘电阻有多种方法,比如延长接地体长度,增加接地体的埋入深度,使用新型石墨烯接地体,使用降阻剂等,都可以有效降低接地电阻。由于架空输电线路所处地理位置复杂,很多地区的土质为绝缘电阻较高的地质条件,采用降低杆塔绝缘电阻的方法,对于防范雷击危害是一种可行的方案。
        3.4搭设耦合地线
        减少杆塔接地电阻这一技术的难度系数很大,操作起来较为的麻烦,相关的工作人员就能够运用搭设耦合地线的手段,也就是在导线的下端重新再搭设一根合理的地线。其将来所发挥的效用通常可以体现在两个层面:首先,强化避雷线和导线之间的耦合效用,由此就可以让线路绝缘之中的过电压出现明显的骤然性减少,其次,提升了对雷电流进行分流整体效用。根据有关的经验教训证明,其耦合地线对降低雷击诱发的跳闸比重的最终成效是突出性的,特别是部分山地丘陵地域中的输电线路,其呈现的效用愈发的突出。
        结语
        架空输电线路的防雷措施具有多样性和针对性,输电线路的防雷设计要认真做好调查分析工作,结合工程的实际情况,合理划分各区段的防护等级,差异化配置防雷措施,只有这样才能制定出技术可靠、经济合理的防雷保护方案,为电网安全运行保驾护航。
        参考文献
        [1]王祥祥.架空输电线路的防雷措施分析[J].集成电路应用,2019(4):99-100.
        [2]谭任良.关于架空输电线路防雷措施的探讨[J].科技与创新,2018(17):90-91.
        [3]彭新立,李春清.防雷技术在高压架空输电线路的探讨[J].劳动保障世界,2017(30):59.
       
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