输电线路设计中的防雷措施

发表时间:2020/6/8   来源:《当代电力文化》2020年3期   作者:胡在源
[导读] 随着科技的逐步发展,电能早已成为必不可少的可再生能源,在生活的方方面面中得到了普遍应用。
        摘要:随着科技的逐步发展,电能早已成为必不可少的可再生能源,在生活的方方面面中得到了普遍应用。输电线路是电能运输的重要载体,也是电网的关键构成部分。输电线路的质量关系到整个电网的稳定性和安全性。近年来,输电线路覆盖的范围更加的广泛,阻碍输电线路安全运行的因素也越来越复杂。雷电是影响输电线路安全的一个重要因素,在输电线路的设计中应用有效的防雷措施具有非常实际的意义。
关键词:输电线路  防雷措施  电网
        输电线路对于电能的输送来说是十分必要的载体,线路的安全与电网的正常运行密切相关。雷电对于输电线路的危害相当大,所以在输电线路的设计中将防雷的思想考虑进去是非常重要的。输电线路的覆盖范围不断扩大,雷电现象阻碍了线路的正常供电,破坏了输电线路的安全性并且严重降低了输电线路的稳定性,因此输电线路中的防雷措施是不可或缺的。
一、雷电对输电线路的影响
1.1雷电现象出现的特点
        雷电现象不仅仅受到当地环境和气候的影响,并且很大程度上与地理因素也有关系。雷电现象在夏季出现的较多,同时随着地理位置的不同出现的频率也不相同。在地球赤道周围出现的频率最高,在南极和北极最低,并且发生的概率由赤道向两级递减。一些地区因其独特的地理特征易于出现雷电现象,比如在山地、丘陵等区域,输电线路受到雷电的影响非常大,故在设计中应该考虑规避这些区域。高层或者带有尖端的建筑物容易发生雷电事故,输电线路也容易被雷电损坏,在设计中必须充分考虑防雷的技术。
1.2雷电对输电线路的不良影响
        雷电会影响输电线路的安全,当雷击的时候有非常大的雷电流通过线路,这会导致输电线路的烧损,影响整个电网的稳定供电。雷电对输电线路中的破坏有四个方面:第一个方面就是雷电产生的高热效应,线路受到雷击时,高热效应的存在让输电线路产生很大的电流。输电线路因不能承受过大电流而被烧损,甚至是融化断线。不仅电力系统受到非常大的威胁,而且用户用电的安全性也不能保证;第二个方面是雷电形成过程中产生的高压效应,这会使输电线路在遭受雷击的时候,形成非常高的电压,不管是输电线路中的金属导线还是电气设备都会受到影响,严重时甚至可能导致火灾的发生;第三个方面是雷电形成的过程中存在电磁效应,并产生交变电磁场,一旦线路中电流增加就会因为瞬间过载而被烧毁;第四个方面就是雷电的机械效应。雷电破坏后,输电线路和设备因雷电的机械效应而产生变动,整个电网受到了影响,严重的危害了电力系统的稳定性[1]。
1.3输电线路引发雷电的影响因素
        雷电对输电线路的影响是非常大的,雷电现象是自然界中一种常见的现象,这种现象是无法避免的。输电线路引发雷电的影响因素主要包括三个方面:(1)线路杆塔的稳定性。线路杆塔是输电线路中不可或缺的重要工具,线路杆塔避雷能力直接关系到雷电现象发生概率。线路杆塔的高度增加,更容易受到雷电的影响;(2)周围环境的影响。山区或者斜坡地区雷电现象频繁,输电线路极其容易受到雷电的危害,所以应该充分考虑这些区域的防雷措施;(3)土壤电阻率的原因。

线路杆塔会将电流导入到大地上,所以土地的电阻率大小深深的影响着杆塔的导电性。
二、输电线路设计中的防雷措施
2.1合理的选择输电线路
        在输电线路的设计过程中,应该充分考虑地理位置的因素。比如容易遭受雷击的山坡、山谷等区域,在这些区域选择输电线路的时候,必须合理的考虑线路的防雷措施。必要的时候尽量避免选择这些区域,降低雷电事故发生的概率。因为在这些区域雷电现象出现的较平常地区更加的频繁,一旦发生雷电事故将会影响输电线路的稳定运行。
2.2输电线路上安装避雷装置
        雷电会对输电线路产生不利的影响,所以应该最大可能的减少雷电对于输电线路的影响。这其中的一个有效的方法就是在输电线路上设置避雷线,降低雷电损坏输电线事故发生的概率。在选择避雷线的过程中必须遵循科学合理的原则,选择出与输电线路相匹配的避雷线,达到防雷的效果。还有一个方法就是在输电线路中安装避雷器,避雷器也能够起到防雷的作用。避雷器的原理是通过计算得到一个科学的数值,当输电线路中的电流值大于这个电流值时,避雷器就会自动开启,将电流导入土地,保证输电线路的安全和稳定。避雷器和避雷线的混合应用能够达到最佳的避雷效果,所以在输电线路上安装避雷装置能够保证输电线路的安全和稳定。
2.3输电线路应用自动合闸系统
        输电线路被雷击中时,自动合闸系统就可以迅速的作用,让输电线路处于自由状态,不再执行输电任务,这样能够减弱雷电对输电线路的影响。特别的是在位置较高的输电线路中,应用这个系统能够显而易见的减弱雷击的影响。自动合闸系统能够避免雷电的影响,因为在雷击时自动合闸的继电保护发挥了作用,断路设备在雷击瞬间自动跳闸,输电线路断电,避免雷电损坏输电线路,保证了线路的安全。在雷电天气过后又能够自动闭合闸门,恢复供电系统,保障了电力系统的正常运行。但是自动合闸系统仍然需要完善,瞬间断开和瞬间闭合的技术还不够先进,所以自动合闸系统也是今后研究的一个重点[2]。
2.4较小的接地电阻
        土壤具有较小的电阻能够降低雷电对输电线路的不利影响。土壤中较低的电阻率能够促进线路中的电流导入土地,避免在遭受雷击的时候,输电线路中产生非常大的电流从而导致线路被烧损。减小土壤的电阻率可以使用爆破的手法,这种手段能够在部分程度上改变土壤的性质,使得电阻率较小的物质进入土壤中,降低接地电阻。另外一种方式就是在土壤中加入适量的降阻剂,从而减少接地电阻。在杆塔的附近加入降阻剂可以保证输电线路中的电流能够及时的导入到土地中,降低雷电对电网的危害。
三、结语
        综上所述,输电线路是电能输送的载体以及支撑电网的必要组分。输电线路的安全直接影响到电网的稳定性和供电效率,所以输电线路中考虑防雷措施是非常有意义的。在输电线路的设计过程中,应该全面考虑输电线路引发雷电的影响因素,结合实际情况应用正确的防雷方法,保证输电线路的稳定与安全。
参考文献:
[1]孙皓.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].山东工业技术,2018(12).
[2]徐宗升.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].山东工业技术,2018(12).
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