摘要:输电线路是电力系统中的重要组成部分,而雷电作为一种自然现象,是电力系统中输电线路最大的安全隐患。并且雷击可以引起电力系统输电线路跳闸,同时影响着人们的安全用电问题。因此必须合理运用输电线路防雷措施,全面考虑输电线路的电流强弱及当地的气候、地形环境等。为此,笔者本文就电力输电线路的防雷保护措施进行探讨,希望对相关人士有所帮助。
关键词:电力输电线路、防雷保护措施、探讨
整个电网发展中,架空输电线路是其中的重要内容,它主要是由架空地线、金属附件、各种光缆和基础杆塔等组成的,其中的导线主要是安装在地面的塔杆上,为电能的传输做出基础。但是在实际的发展过程中,架空输电线路时常常会出现接地故障问题,进而很容易导致跳闸问题的出现,为人们的正常用电和安全用电带来了极大的困扰。还需要对此问题进行深入分析,加强防雷措施,从而保证电力架空线路的有效运行。
一:输电线路防雷措施的原则
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段:输电线路受到雷电过电压的作用:输电线路发生闪络;输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;线路跳闸,供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段,现代输电线路在采取防雷保护措施时,要做到“四道防线”,即:1.防直击,就是使输电线路不受直击雷。2.防闪络,就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。3.防建弧,就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。4.防停电,就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
二:输电线路雷害原因的分析
1.雷击产生
高压输电线路多是金属材料,并且大部分高压输电线路多设计为架空结构,高压输电线路受到雷击时往往会产生大量感应电流,而这些感应电流很容易进入供电线路,严重威胁电力设施的运行安全,甚至还会造成电力通信系统遭受损坏,无法正常、安全的输电。当前,很多高压输电线路都设置了阀型避雷设施,而有些避雷设备残压较高,并且反应较慢,使得高压输电线路出现暂态过电压。
2.感应电流
雷雨天气环境中,高压输电线路受到雷电侵害会产生大量感应电流,雷云对大地进行放电,会导致高压输电线路中形成自由移动电荷,然后雷电冲击波逐渐向高压输电线路两侧移动,并且移动的自由电荷也会产生感应电流,从而和线路电阻产生雷电感应电压,从而严重影响电力设施运行安全。
3.形成雷击侵害
当雷电侵害高压输电线路时,主要会经历以下几个阶段:其一,雷电侵害高压输电线路时产生过电压;其二,高压输电线路发生闪络;其三,高压输电线路慢慢恢复为工频电压状态;其四,高压输电线路跳闸,停止输电。
三:雷击跳闸的原因
1.送电线路绕击现象
送电线路的安全稳定运行以及各项试验与实际检测可知,雷电绕击率的影响因素众多,其中包括避雷线对边导线保护角以及地形条件与杆塔实际高度等。山区地形条件下,送电线路绕击率明显更高,因此设计时势必会存在高度跨度相差较大的档距,这也成为耐雷能力较弱的部分;部分地区雷电现象频发,导致部分线路受到雷击情况较为严重。
2.送电线路反击现象
杆塔、顶端位置、避雷线受到雷击情况时,雷电电流经过塔身与接地装置,杆塔存在电压逐渐变大,并位于相导线部分产生感应过电压。若增大杆塔电位与相导线过电压合成的电位差明显大于送电线路绝缘闪络电压值,导线同杆塔即会出现闪络情况,并称为反击闪络。
四:防雷的措施
1.架设避雷线
为了进一步降低雷电对电力输电线路的影响,可以通过建设避雷线来减少不良事故的发生。首先,避雷线的主要材质是铁质,避雷针则是铜质或者是银质的,避雷针在输电线路的顶端且向天指向,避雷线则是连接避雷网且埋在地下的,在当雷雨到来时雷电会顺着顶部的避雷针进入避雷线直至埋在地下的避雷网,其中架设避雷线的主要目的就是为了遮住导线使其避免受到雷击,同时也是电力高压输电线路中最基本的防雷保护措施。在遮住导线后通过输电线路杆塔上的金属部分以及埋在地下的接地装置来讲,雷电分流,使部分电流导入大地,从而大幅度降低雷电对输电线路的影响。其次,在架设避雷线时还应严格遵守国家的相关法律法规,在架设过程中必须保障避雷线的保护角度,同时山体斜坡对避雷线的保护角度也不能忽视,通过利用屏蔽角的公式来精准的计算出有效的杆塔保护角度,从而减少输电线路因雷击而发生烧焦甚至损坏的不良现象,最终有效降低输电线路遭受雷击的频率。
2.降低杆塔接地电阻
杆塔接地电阻增加的原因主要有:接地体的腐蚀、化学降阻剂失效、外力破坏等等。为了降低杆塔接地电阻,首先应尽可能用杆塔金属基础,卡盘等自然接地。当接地电阻不能满足需求时,再增加人工接地体。若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀,可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓,清除铁锈,涂上导电脂,重新牢固安装。或者可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线,一端固定在避雷线上,另一端加接线端子与塔身牢同连接。3.安装避雷器
送电线路安装避雷器,当杆塔同导线之间存在的电位差大于避雷器电压情况下,避雷器则会产生分流效果,避免绝缘子发生闪络现象。雷击跳闸现象发生概率较大的送电线路,应采取科学合理的选择性安装。线路避雷器通常包括无间隙型与带串联间隙型。①无间隙型。避雷器同导线之间采取直连,对电站型避雷器做出借鉴与延续,带有稳定的吸收冲击能量,运行与操作电压情况下,无放电延时与串联间隙不发生动作,避雷器自身不带电,排除电器老化问题;串联间隙上部与下部位置电极为垂直设置,放电特性无变化、分散性较小等特点。②带串联间隙型。避雷器同导线之间采取空间间隙进行有效连接,雷电电流出现则会承受工频电压产生的作用,可靠性良好运行期限较长等特点。
4.促进自动式重合闸装置的安装
在行业实际的发展过程中,雷电的发生,会导致线路闪络问题的发生,而跳闸能够实现自动重合,对应的绝缘性能也会得以自动恢复,在这一问题的基础上,还需要将自动重合闸装置进行安装,将其安置在架空线路上,从而解除瞬间雷电故障问题的困扰,保证电路线路的运行稳定性。从我国当前的发展情况来看,110kV以上的架空电力线路,都能在实际的工作开展过程中将自动重合闸进行安装,其应用效果尤为显著,能有有效提高闭合机率。
5.促进架空电力线路的绝缘效果
在电力发展过程中,要想保证其线路的绝缘性被有效提高,则需要将其线路的耐电度进行有效提高,在实际的实施过程中,首先需要促进杆塔上绝缘子数量的增加,提高其绝缘子串中的闪络冲击电压值,从而将其耐雷电效果进行有效增强,实现对跳闸率的控制。与此同时,还可以将差异绝缘法进行应用,就其电路来说,即使在同一个塔杆上面,其三项绝缘性能也是不同的,下面的绝缘子数量更多,也就是说,一但其遭受雷击,就会导致导线的绝缘体被穿透,使得其进入到地面,从而对双向闪络问题进行有效防范。
结束语:
综上所述,随着电力事业的快速发展,输电线路的架设范围越来越广泛。在一些多雷雨天气的地区,输电线路经常发生雷击事故,影响人们的正常用电。为此,笔者认为可以通过架设避雷线、降低杆塔接地电阻、加强输电线路的防护管理工作以及采用消弧线圈接地方式来完善输电线路的防雷工作,从而有效确保输电线路能够正常、稳定运行。
参考文献:
[1]段有重,孙圣帅,张廷波,芦毅.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].山东工业技术,2019(01):186.