输电线路防绕击避雷针的电气优化设计分析马超

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年2期   作者:马超 王常欣
[导读] 现阶段,社会进步迅速,随着时代不断发展,输电线路的电压不断升高
        摘要:现阶段,社会进步迅速,随着时代不断发展,输电线路的电压不断升高,传统的避雷针逐渐满足不了当前的需求,因此,输电线路防绕击避雷针的电气优化设计成为当前设计人员的首要任务。防绕击避雷针属于地线避雷针,利用自身针尖的绝缘帽与针体串联小气隙,能有效防止雷电绕击导线,降低雷击事故的发生几率,避免安全事故。
        关键词:输电线路防绕击避雷针;电气优化;设计分析
        引言
        现阶段,我国诸多地区的电力企业在我国政府部门的大力倡导下,正在积极努力地进行技术改革以及设备革新活动,并且政府部门还专项出台了相关扶持政策为电力企业的改革提供必要的帮助。而对于输电线路防雷技术的改革属于该项改革工作的重中之重。从现实的角度分析,在电力企业设备防护体系当中最为关键的组成部分就是防雷体系,该体系主要分为两大主体部分,一是以变电站为核心的防护体系,二是以输电线路为核心的外部防护体系。而输电线路属于电力企业在供电期间所必须要用到的一种原件,该种原件一旦出现问题,那么将很难保证供电的持续性以及有效性。通常情况下,输电线路所处的位置较为空旷,线路的跨度较大、分布较广,在这种情况下一旦遭遇雷雨天气就很容易出现雷击问题。为了能够有效地防控雷击问题出现,诸多工作人员纷纷投入了输电线路防雷研究,经过一段时间的研究发现,差异化防雷技术应用成效较为显著。但是在实际应用该种技术期间必须要明确差异化防雷技术应用要点。
        1雷电放电概述
        雷电作为常见的自然现象,在电力系统中会引起超过正常电压很多倍的雷电过电压,它是造成电力系统故障的主要原因。雷电放电所产生的雷电流流过输电线路将引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应,从而对输电线路安全稳定的运行产生巨大的威胁,所以在设备投入运行之前要进行运行截面的选择、设备的稳定性、开断能力、关合能力等一系列校验。从气体放电的特性来看,雷电属于一种超长空气间隙的火花放电过程。在设备实际运行时,雷电流具有极性效应,设备可当作棒极,雷云相当于板极。根据雷电放电的三个阶段,可将雷电流绘制成标准雷电流波形进行分析。
        2高压输电线路雷击特点分析
        由于输电线路电压等级的不断提升,受外界雷害的影响越来越大,其中,110kV输电线路雷击跳闸,通常以反击为主,反击雷跳闸概率能够达到60.0%左右,超高压输电线路雷击跳闸一般以绕击为主。因为高压输电线路的绝缘水平比较低,如果雷击中塔顶或者避雷线,输电线路的绝缘子特别容易出现闪络现象。此外,高压输电线路在运行的过程当中,如果出现雷击跳闸现象,会降低电网系统的可靠性。与普通的输电线路相比较来讲,高压输电线路具有以下特点:(1)杆塔的高度与尺寸均比较大。因为杆塔高度较高,特别容易出现迎面先导现象,再加上尺寸大,暴露的面积过大,引雷半径不断增加。(2)绝缘水平比较越高。高压输电线路绝缘子越不容易引起出现闪络现象。(3)线路运行期间电压较高。输电线路导线四周空气特别容易产生离子波,对下行先导的发展产生较大影响。
        3输电线路防绕击避雷针的电气优化设计分析
        3.1应用不平衡绝缘防雷方式
        最近几年,我国电力企业在政府部门的大力倡导下,正在积极努力地进行高压输电线路、特高压输电线路的建设活动,其最终目的就在于提升电力企业的整体供电效率以及供电质量。在这种情况下,双回路电线架设电线的方式应用频率正在逐年提升。该种电线架设方式不仅可以极大地降低线路的占地面积,同时,还可以降低电线架设成本,但是在该种架设方式下,相关技术人员需要应对雷击导致大范围停电的问题。在这种情况下,差异化防雷技术的应用就显得尤为必要,而不平衡绝缘防雷方式属于差异化防雷技术的一种。

该种技术主要指的就是在2个线路回路之间设置数量不等的绝缘子,当线路出现雷击问题之后,存在绝缘子数量相对较少的线路就会最先出现闪络现象,当闪络现象出现之后,可以有效提升另外一个回路电线的耦合性,进而提升输电线路的抗雷击能力。值得注意的是,相关的管理人员在实际应用该种方法的过程中必须要不断地强化对于各个线路的安全维护频率,制定出具有较强针对性的定期维护方案,并依照方案严密的审查各个输电线路段的磨损程度情况以及绝缘层绝缘子数量流失信息,一旦发现问题要及时进行处理,避免问题扩大化,同时还要严格的依照线路原件的使用年限规定对其进行更换处理,以此来降低雷击问题出现对输电线路造成的不利影响程度。
        3.2采用合适的防雷接地装置
        接地电阻是防雷措施中一个重要的参数,在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的,所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置,使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大,线路遭受雷电袭击时,杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象,导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位,对输电线路绝缘有一定的好处。输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境,受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应,通过导线将接地体与避雷线相连接,埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢;由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高,为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积,接地网的电容与其面积成正比,电容值越大对应的电阻值将会越小;增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻。
        3.3科学选择输电线路检修模式
        在现阶段的输电线路检修作业环节,检修人员采取变线为点模式较多,因为此项工作的专业技能水平比较高,对检修人员提出严格要求,并科学运用在线检修技术与离线检修技术。在输电线路检修期间,检修人员要特别关注线路老化问题,输电线路的老化率不宜超过3‰,输电线路的绝缘性能要满足规定标准要求。对于输电线路运维人员来说,还要大力引进新型检测装置,一旦发现老化的设备与线路,要马上更换。对于相关企业来讲,要根据输电线路检修工作中存在的难题,适当加大资金投入力度,并引进新型的输电线路及相关设施[5]。此外,输电线路运维人员还要加强巡视,需要特别注意下列问题:(1)定期进行线路巡视。结合输电线路的运行现状,按照线路运维计划,进行科学巡视,如果发现输电线路中的设备出现缺陷,要及时修护。通常来讲,输电线路的巡视需要每周一次,巡视单位要结合实际情况来定,可以进行有效调整。(2)加强故障巡视。通过加强故障巡视,能够帮助输电线路运维人员更好地了解故障产生原因,并确定出故障点,结合故障特点,有针对性地进行维护。在输电线路故障巡视过程当中,运维人员要对各个巡视区域进行严格巡视,避免出现在终端或者遗漏,一旦发现可能会引发故障的物件,均需要将其带回,并详细记录下现场具体情况,为后续的事故分析提供重要的参考依据。
        结语
        综上所述,在输电线路防绕击避雷针电气优化设计过程中,避雷针中串联小气隙与针尖戴上绝缘帽能有效提升避雷针的防绕击效果,并同时提升避雷线的屏蔽能力,降低雷击事故的发生几率,从而保证输电线路正常运行。但在实际的优化设计过程中,还存在一些问题,需要设计人员不断创新,以保证线路的安全。
        参考文献
        [1]荣晨.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科学技术创新,2018(12).
        [2]周玉龙,雷海洋.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].山东工业技术,2018(07).
        [3]张佟欣.高压输电线路运维及防雷措施分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2017(05).
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