(内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯电业局 内蒙古鄂尔多斯市 017000)
摘要:高压输电线路是电力系统的重要组成部分,由于其所经之处的环境恶劣,大多为旷野、丘陵、水域或高山等,线路长期暴露在自然界中,故极易受到外界的影响或破坏。目前雷击仍然是危及输电线路安全可靠运行的主要因素,雷电击中输电线路是小概率事件,雷击瞬时产生的高压与强电流影响、破坏甚至摧毁输电线路及相关电力设施,严重时会造成大范围停电,因此防雷保护成为输电线路设计中需要重点关注的问题。
关键词:高压输电线路;防雷措施;改进
引言
随着近几年经济的不断增长,人们的生活水平不断提高,工作领域也在趋向智能化,因此对电能的需求在不断地增长,这就对电压输送的安全性和稳定性提出了严格的要求。高压输电线进行了防雷措施,避免在雷雨天受到雷电等破坏,但是在其还存在一些问题,严重影响了高压输电线路的安全问题。只有做出一些改进的措施,才能保证人们的用电安全,维持正常的工作和生活。
1雷电给高压输电线路带来的影响
在电力系统中,高压输电线路属于主动脉,需要连接用户与变电站,线路运行状态将给供电安全性和可靠性带来直接影响。而高压输电线路通常在野外空旷区域架设,具有走线长、纵横交错等特点,遭遇雷雨天气容易受到雷击,导致线路出现保护跳闸情况,给电力系统安全运行带来威胁。在未采取防雷措施的情况下,雷电将直接对线路产生电击,带来严重直击雷危害。如在杆塔被雷电击中后,电流急剧提升,导致杆塔顶部与导线产生较大电位差,发生闪络问题,无法与导线正常连通。在线路杆塔接地不良的情况下,与地面接触电阻阻值增加,导致线路因雷击产生过电压问题,继而引发线路故障。即便采取了防雷措施,在线路绝缘配置不足的情况下,线路也存在安全隐患。受雷云放电影响,输电杆塔可能产生电压,形成放电通道,造成绝缘线路击穿。而高压输电线路的绝缘配置容易发生老化,随着时间积累将面临一定雷电危害。目前,高压输电线路常采用避雷线防雷,隔断雷电与线路联系,但在避雷线杆塔保护角度设计不合理时,避雷效果不佳。因此在多种因素影响下,高压输电线路容易遭受雷电威胁,不利于电力系统长期提供稳定输电服务。
2高压输电线防雷的改进方法
2.1降低杆塔接地电阻
对杆塔进行防雷错失的改进,可以降低杆塔的接地电阻,使其允许更大的电流流入到大地,降低对线路的损害。在进行改进的时候,需要注意几个问题,确保防雷措施的严谨性和可靠性。第一,在降低杆塔接地电阻之前,需要对其周围的环境气候等进行考察和分析,确定环境、气候对线路的影响特点,才能有方向的进行改进。第二,需要在降低杆塔接地电阻之前对接地装置的接触效果进行测试,确保接触方面的效果良好,才能促进接地装置效果的提升。第三,需要加强接地装置的施工质量,并进行监督和管理,确保工程的质量问题,使最终投入运行的接地装置是符合设计方案的。
2.2强化防雷装置和避雷线以及接地网的分流作用
防雷系统主要依靠分流雷电流保障输电线路的正常运行,而避雷线与避雷器能够在泄放雷电流大小,取决于系统接地电阻的大小,接地电阻越小,防雷性能越好。对于山地土壤电阻较高区域一般可将具有优良导电性能的降阻剂敷设于接地网络周边,改善接地网络的引流效果。对于杆塔接地装置,可根据土壤电阻率将接地装置加大一级使用或采用新型的石墨接地材料代替常规圆钢接地,以降低接地电阻保证接地装置可靠性。
2.3加大对雷电的监测力度
就高压输电线路而言,可以采用雷电定位系统对雷电进行监测。如果输电线路遭受雷击而跳闸,雷电定位系统就能够对遭受雷击的杆塔进行精准地定位,为巡逻检修人员及时发现故障点提供切实帮助。这样一来,就能够大幅地缩减巡线人员的故障排查时间,从而及时地恢复正常供电,不断提升供电的可靠性,满足人们的日常生活需要。此外,还能够通过调取雷电定位的数据来分析并掌握雷电活动的规律与特性,以便于预先落实好防雷工作。
2.4加强绝缘,积极采用不平衡绝缘方式
要在雷电高发区以及杆塔的大跨越与进线段增绝缘子,以此来加强高压输电线路的绝缘性。这是因为这些区域落雷概率较大,塔顶的机位也非常高,感应过电压过大,遭受绕击的概率非常大,只有通过增加绝缘子片数来促使导线与避雷线之间的距离不断扩大,从而实现加强绝缘的目标。根据有关要求,超过40m的有地线杆塔,必须每间隔10m增加一片绝缘子。此外,随着同杆塔架设双回线路的广泛应用,普通防雷措施已经无法满足其需求,因此必须积极地采用不平衡绝缘方式,防止因双回线路遭受雷击而出现跳闸问题。
2.5避开落雷密度偏大的区域
杆塔处于复杂的野外环境中,导致输电设备运行出现故障的原因以及故障的部位和形式极其繁杂,据电力运行部门提供的台账数据表明输电线路50%以上的事故都由雷击造成的。因此应基于前文所述对输电线路所处区域气象数据的分析,避免架空线路路径穿越地表水域、峡谷等高危地段。当输电线路经由平原与丘陵地带时,雷电会以直击雷的方式击中输电线路或基础设施造成输电线路反击,因此应在满足系统运行需求的前提下,尽量降低输电线路的冲击接地电阻。而在雷雨多发的山区,在避开落雷密度较大区域的同时,应通过安装避雷线提高输电线路的绝缘性能以减小被雷电绕击引发故障的概率。
2.6引进先进防雷技术
实施综合防雷,还要加强先进防雷技术的引进。针对高压输电线路,可以采用半导体消雷技术。具体来讲,就是在保护物上方进行消雷器的设置,使线路防雷工作漏洞得到消除。作为防雷装置的一种,消雷器属于带有较多尖端电极的电离装置,能够减弱与中和电流,消雷手段简单。从结构上来看,消雷器由地表层内地电流收集装置和接通装置构成,利用连接线进行装置连接,能够在雷云强电场中保持大地电位,与附近空气的电位差将在雷云电场强度增加时增大,促使场强区内针尖附近产生空气电离,促使大量空间负荷形成。而雷云下层存在负电荷,地面感应属于正电荷,前者将被地电流收集装置吸收,后者将被雷云负电荷吸引与中和,因此可以起到消雷的作用。在现代高压防雷方面,也可以采用可控防雷技术。在防雷系统中,相关防雷设备具有引雷能力,可以完成避雷针的安全安置,缩小主放电的电流幅值,有效预防线路跳闸问题的发生,能够利用防雷保护角对线路稳定性进行维持。此外,也可以采用同塔双回线路采用的差绝缘防雷技术等各种技术,通过预先完成线路附近雷电情况的研究实现技术合理选用,实现线路中电流的分流处理,继而使线路遭遇雷击的可能性得到大大降低,为线路运行提供保护。
结束语
总之,在我国社会经济快速发展、电力资源成为人们生活不可或缺的重要资源的今天,输电线路作为电力输送的关键载体,必须得到充分保护。由于雷击能够对高压输电线路造成重大影响,破坏线路稳定,损坏设备,因此,电气企业要转变防雷思维,根据输电线路的实际自然条件,应用最佳的防雷策略,切实地提高高压输电线路的防雷水平,为我国社会经济发展做出积极贡献。
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