防雷技术在输电线路设计的应用 苏波

发表时间:2020/5/21   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:苏波
[导读] 摘要:输电线路作为我国电力系统的核心组成,能够将电能输送到各个地区,并将不同地区的变电站与用户纽带有效连接。
        (国网山西省电力公司吕梁供电公司  山西吕梁  033000)
        摘要:输电线路作为我国电力系统的核心组成,能够将电能输送到各个地区,并将不同地区的变电站与用户纽带有效连接。提升输电线路的总体运行水平,对电力网络的稳定运行影响较大,为了更好地满足“强电强网”需求,基于此,以下对防雷技术在输电线路设计的应用进行了探讨,以供参考。
        关键词:电力工程;输电线路;防雷技术;应用
        引言
        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。
        1输电线路防雷性能分析方法
        当前利用规程法计算输电线路防雷性能是比较简单且通行的常用方法,规程法的主要原理是把电力线路中的杆塔看成一等值,即默认输电线路中的杆塔上各点的电位大小全部相等,采用几何方法(GM)来计算防雷设施保护半径,从而反映输电线路反击跳闸率。应用几何计算法省略了很多因素,许多比较重要的因素例如避雷针形状、地面倾角大小、杆塔高度以及雷电流陡度均不在考虑范围之内,在分析输电线路防雷屏蔽性能时效果反应不够全面,杆塔顶部受到雷击时不能正常体现输电线路的实际防雷情况,对于雷电绕击率过大、防雷屏蔽失效的现象也不能很好地解释。
        2输电线路防雷设计原理
        2.1安装继电保护装置
        采取各种措施虽能有效地降低雷击事件发生的频率,保护输配电设备免遭损坏,但雷电这一自然现象有着极大的偶然性。为了保证电力系统运行稳定可靠,还需安装继电保护装置,缩小雷击事件波及范围、降低断电可能性,提高电力系统故障自愈性。确保当雷击事故发生瞬时性故障时,输电线路能自动合闸供电。
        2.2安装线路避雷器
        金属氧化锌避雷器是一种较为常见的输电线路避雷器,主要分成两种,分别是串联间隙型避雷与无间隙型避雷器,线路避雷器和导线绝缘子保持串联,受到工频电压的影响,会出现较高电阻,线路受到雷击后,传导到避雷器中的雷击过电压如果超出避雷器启动电压,避雷器能够启动泄流,快速降低导线雷击过电压,当雷击过电压数值降低到相应的数值后,避雷器能够呈现出比较高的电阻状态,并暂停泄流。通过科学安装输电线路避雷器,可以显著提高输电线路的防雷效果。但是,因为避雷器的运维成本比较高,在一些容易遭受雷击的区域,可以安装适量的避雷器,不断降低输电线路运维成本,保证输电线路防雷水平得到明显提高。
        2.3“疏导式”防雷保护
        目前各种防雷措施的核心是尽量提高线路的防雷水平,减少雷击速度。我国是评价输电网安全运行的重要指标,即“阻塞式”防雷方法,适用于电网弱的情况,但实际投资巨大,技术上难以实施。因此,一些防雷专家的核心是,为了找到具有一定闪电跳闸率的线路操作和闪电闪烁路径,在绝缘体中并行采用间隔装置,缓解电频电弧,防止绝缘体损坏,闪电闪烁,但再关闭能够成功,因此不必担心线路的闪电事故。因此,如果两种方法组合得好,并根据当地情况采用,输电线路的防雷工作将进一步进展。
        2.4调整接地装置
        在进行输电线路防雷设计工作时,设计人员可以通过调整接地装置,降低跳闸现象的发生概率。在调整输电线路接地装置的过程当中,要求防雷设计人员降低电阻,可以填充适量的低阻物,也可以安装导电模块。

在设计接地装置的过程之中,设计人员要注意下列问题:第一,如果该地区的土方电阻率≤100Ω•m,可以采用铁塔与钢筋混凝土进行自然接地,无须安装人工接地装置。接地体。第二,针对高土壤电阻率的区域,若采取放射形接地装置,在杆塔基础周围土壤电阻率比较低的区域,可以局部安装外接地装置。第三,如果该地区的土壤电阻率在100~300Ω•m之间,不仅需要采用铁塔与钢筋混凝土杆保持自然接地,而且需要设置人工接地装置。
        3输电线路关键技术的应用要点
        3.1减小保护角以达到综合防雷
        综合防雷技术和外部绝缘特性技术是防雷技术,可确保输电线路免受雷电损坏,具有不同的曲目。应用综合防雷技术时,主要通过缩小防护角度、安装避雷针等方法实现防雷效果。其中,在保护角下降阶段,相关实验分析表明,保护角度减少,输电线路的屏蔽弧变大,曝光弧减少,雷击造成的输电线路损坏大大减少。具体方法如下。①通过安装综合标准避雷线和增加绝缘子串的数量,提高输电线路高度,可以达到保护角度减少的效果,同时还可以确保输电线路最大限度地避免闪电。②保证避雷线和传输线的固定高度后,缩小水平距离,降低保护角,降低遭受雷击的概率。
        3.2提高线路的绝缘性
        提高线路的绝缘性,可以有效地提高线路的防雷效果,加强对线轮的检查强度,发现绝缘子薄弱的部位,及时改进和完善,更换新的绝缘子。在日常的检测工作中,及时处理绝缘子存在的污物等,确保其干净整洁,保证自身值处于安全的状态。还可以利用保护间隙来保护绝缘子,确保绝缘子在线路中发挥良好的作用,促进高压输电线路安全地进行电流电压的传导。
        3.3运行保障技术
        交流输电线路要想达到最佳使用效果,就必须注重运行保障技术的合理应用,它对维护线路质量、保障供电水平具有较为重要的作用。其中在运行保障期间还可借助直升机进行巡线作业。它主要是通过直升机自带的红紫外成像功能对交流输电线路的实际情况加以检测。与此同时,还可对绝缘子、避雷针、导地线等设施的质量进行检查,一旦发现问题,将立即上报指定部门,由此最大限度提高输电线路保障水平。因其具备快捷、高效等优势,故而具有较为显著的应用优势。
        3.4杆塔接地电阻技术
        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。
        结束语
        在科学技术快速发展的背景下,要加大研发智能电网系统的力度,同时结合输电线路专业知识与相关科学技术来建立健全完善的输电系统,从而为我国的社会经济建设发展打下坚实基础。
        参考文献
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