输电线路防雷技术研究

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年第4期   作者:刘君
[导读] 为保证电能质量,提高供电可靠性,电力企业必须掌握更加先进和完善的技术

        摘要:为保证电能质量,提高供电可靠性,电力企业必须掌握更加先进和完善的技术,综合应用上述防雷技术,做好电力系统绝缘配合。尤其是在社会经济高速发展的今天,电力企业责任大使命光荣,必须针对直接与各行各业直接相关的配电网提高技术含量,提升电能质量,以保障电力能源的高效、安全、可靠地供应。
        关键词:输电线路;防雷技术
1输电线路受到雷击的形式
         输电线路雷击形式主要分为以下几种:第一,雷电感应。雷电感应分成静电感应与电磁感应,雷电流可以在其周围空间形成较大磁场,该磁场四周导体会产生特别高的电压,容易出现二次放电现象,破坏周围电气设备。第二,球形雷。此种雷击形式比较罕见,根据研究资料得知,球形雷能够通过门窗进入到房屋内部,对居民的生命安全产生较大威胁[1]。第三,直击雷。一旦发生直击雷现象,在短时间内会产生特别大的雷电电流,电流侵入到地表,与雷击区域相接触的金属设备,会产生较大的对地电压,进而引发大规模的触电事故。
2雷击对电力系统的危害
2.1对输配电设施的物理损坏
         由于电气装置和电子元器件对电磁场、热效应以及强电流敏感性,输配电设施在遭受雷击时会受到多方面的损坏:(1)雷击瞬间释放的热量会造成线路断线、电力设施的金属材料熔断。(2)雷电的瞬时高压会击穿输电线路与电力设备的绝缘保护而引发电气火灾,同样会给输配电设施造成物理损坏。这些损坏对于输配电设施都是永久性损坏。瞬时性故障主要是指由雷电引起的绝缘子表面闪络、线路对树枝放电、大风引起的短时碰线、通过鸟类身体的放电等原因引起的短路。瞬时性故障由继电保护动作断开电源后,故障点的电弧自行熄灭、绝缘强度重新恢复,故障自行消除,线路断路器自动重合闸恢复正常供电。
2.2影响电力系统运行稳定性
         雷电产生的电磁场会干扰电气线路、电力设备的正常运行运行,雷击产生的感应过电压会造成电力设备、监测装置等的绝缘性能劣化,导致其运行稳定性下降。雷击引发的过电流也可能会触发电力系统的继电保护装置,发生停电跳闸事故,会给电力用户带来较为严重的损失[2]。因此,雷击事件对输配电网络的运行会产生多方面的不利影响,应在设计规划过程中合理的利用防雷设计技术,降低雷击事件发生的概率。
3输电线路防雷措施
3.1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。


3.2科学选择输电线路检修模式
         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。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。(3)开展特殊巡视。在气候变化比较大,自然灾害频发的地区,输电线路运维人员要开展特殊巡视,对整个输电线路进行严格巡视。如果输电线路出现异常现象,或者某个部件出现变形,要及时开展特殊巡视。
3.3减少避雷线保护角
         避雷线保护角是避雷线和导线间与垂直线的夹角,架空地线如果具有较小的保护角,那么当出现雷电时,发生绕击的概率将减少,从而提高输电线路的耐雷水平,但是出于经济性和安全性的角度考虑,不同的电压等级对保护角的大小要求各不相同。保护角的选取要在线路安装之前就做好预算,当线路投入运行时则不可改变保护角的大小。同一电压等级架空线路处于不同地区时,其避雷线保护角也应有所区别,一般山区雷电更为频繁,所以山区的架空线路上避雷线保护角应较平原地区避雷线保护角小一些。
3.4架设避雷针、避雷线
         在输电线路上方安装避雷针、避雷线是应对雷击最为直接有效的方式,可以避免三相导线直接遭遇雷击。由于避雷针和避雷线一般都是直接接地,当雷电击中设备时雷电流将进行分流,从而降低雷击过电压。由于避雷线与输电线路之间具有耦合作用,可以使耦合系数增加,降低过电压。避雷线一般采用机械强度很高的钢绞线,在系统中会发生一相甚至多相断线的情况,这时避雷线还可以起到一定的支持作用。
3.5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。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。[3]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。
结束语
         雷电作为常见的自然现象,是导致输电线路出现故障的重要因素。由于雷击引起输电线路的过电压可达到几百万伏,这一过电压也称为外部过电压或者大气过电压,如果这一大气过电压在系统内传播,就会给系统中的电气设备的绝缘带来极大威胁。加强防雷接地设计和设备维护,可以减少或防止此类问题的发生。
参考文献
[1]代鹏逸.输电线路防雷技术的应用[J].科技风,2016(24):130.
[2]陈焕滨.浅析防雷技术在输电线路设计中的实践应用[J].科技创新导报,2016,13(30):27-28.
[3]黄浩旋,张隽永,张正志.试论电力输电线路防雷接地技术[J].智能城市,2016,2(12):251.
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