摘要:在我国快速发展的过程中,我国的电力企业在经济的带动下在快速的发展,雷击线路造成的雷电过电压波是影响电气设备安全运行的一个主要因素,且可能会由线路入侵变电所和发电厂,输电线路上出现的雷电过电压主要有直击雷过电压和感应雷过电压。本文研究的110kV输电线路必须采取防护措施,通过合理的防雷措施降低雷击跳闸率,提高线路的耐雷性能,保证安全供电。
关键词:雷电过电压;输电线路;分析
在电力行业发展过程中,一旦110KV输电线路遭遇雷电,会受到巨大的损害,在雷电多发地区,110KV输电线路遭受雷击的事故频发,导致线路出现故障,影响电力正常输送。相关运行记录显示,雷电是导致输电线路供电故障的一项重要因素,为降低电网事故发生频率,对110KV输电线路防雷保护展开探究是非常必要的。
一、雷电对输电线路的影响
1.1 感应雷过电压
对于线路周围地面或者线路杆塔来说,一旦遭受雷击,会导致电磁感应现象产生,以导线为载体,过电压得以引发,这就会加大导线中电流,形成高压线,对人身安全造成巨大威胁。受到主放电自身速度的影响,于导线两侧运动,感应过电压波随即产生,在瞬间作用下促进输电线路向高压线转变[1]。此种情况下,需要以埋入地下作为电缆设置的方式,建议采用架空方式,以确保对感应雷进行有效预防,必要情况下需要对室内线路防雷设施进行合理设置,以专门的弱电保护装置为协调,以降低此种安全隐患。
1.2 直击雷过电压
若输电线路直接遭受雷击,所流经输电导线的雷电流较大,经过阻抗而接地,电压降得以出现于阻抗上,被雷击的点的电位会有所升高,此种情况就是直击雷过电压。由于直击雷过电压存在机械效应、电效应和热效应,极易对线路造成破坏,危害到人员的身体健康。在直击雷的防范方面,一般应用避雷针,原理在于,向避雷针上引雷电,并实现安全导地,从而达到良好的屏蔽效果。
1.3雷电绕击
雷电避开避雷线、避雷针等而直接击中导线,就会导致雷电绕击的情况出现。一般情况下,输电线路周围相对空阔,或者线路周围方位复杂是出现雷电绕击的主要条件。一旦发生雷电绕击的情况,导线两侧雷击电流得以传递,变相瓷瓶串出现闪络情况,或者雷电流绕击导线一侧,导致瓷瓶串闪络情况出现。
二、输电线路防雷措施的问题
2.1土壤的电阻率
由于目前很多的输电线路都是建设在偏远的山区,而且有比较大的线路跨度,因此环境比较复杂,根据相关规定,杆塔接地的电阻值都有一定的数据,能超有相关的数据。如果突然电阻率比较高,想要降低电阻率的话,难度还是比较大的,及时在建设的过程中,有巨金的投入改善,但还是达到预期的效果。
2.2建设的地形条件
现在很多的输电线路都是建设在比较复杂的地形上,线路的高低差距以及空挡的距离很多都是因为地形的问题而导致,这就导致了线路的保护角太大,以至于屏蔽的效果就比较差,从而对雷击的抵抗作用就减小了,很多已经投入的运营的线路铁塔,在防雷觉得结构也很难进行改造。
三、110kV输电线路防雷保护
3.1反击过电压
当雷击输电线路杆塔塔顶或接近塔顶的一段避雷线时,由于塔顶电位比导线电位高得多,会引起绝缘子串闪烁,可能发生反击,使得导线接地短路,引起线路跳闸,同时会在导线上形成高幅值的反击过电压行波向导线两侧传播,侵入变电所并危及电气设备安全。
在雷击杆塔塔顶的先导放电阶段,会感应出束缚电荷,一般来看,先导放电速度并快,若忽略工频工作电压,则导线、避雷线、杆塔都可看作零电位。在主放电阶段,先导通道中负电荷和正电荷迅速中和,形成由上到下的雷电冲击波,而沿杆塔向下及避雷线向两侧传播的为负雷电冲击波。
3.2建设避雷线
我国最多的防雷方式是对避雷线的搭建,搭建避雷线的原因有两种,首先就是对其的投入资金比较低,其次就是对防止雷击的效果也是比较明显的。之所以避雷线为什么会有这么好的避雷效果,其只要的原因是利用了相导线,因为相导线能阻挡雷电的袭击,过后在运用架空的导线把阻挡下来的雷电导入到地下,从而达到了避免雷击的效果。避雷线搭建的地方是在机杆塔下,而且是和地面相互连接的,在每个空挡的距离处都有两根避雷线,从而形成一个闭合回路,在运用避雷线根据每一个小空隙的地方来与地下实现一个绝缘。这样但可以对输电线路产生保护的作用免受电机的清洗,而且对整个输电线路中的绝缘体可以有效地避免受到损伤。此外,在雷电突然袭击的时候,设置的输电线路可以承受比普通电流的数千倍,而且还能对电流的起到导出以及控制的效果,从而使得供电的运行功率减小,给塔杆起到保护的作用。
3.3综合考虑特殊区域情况进行设计
在雷击故障频繁发生的特殊地区,设计人员需要进一步考虑当地的情况,来完善输电线路防雷接地设计。在设计中,设计人员可以通过在供电导线下设计一条耦合地线来分流和耦合避雷针与避雷线,间接的减少接地电阻,与此同时,在容易受到雷击的几个杆塔顶端设计防雷拉线,提高杆塔的抗雷击能力。除此之外,设计人员应当合理的设计线路避雷器,确保雷电电流能够被顺利的导入相应的导线中,从而进一步提升输电线路的抗雷击水平,保证输电线路的设计方案能够适应特殊区域的防雷需求,因此设计人员可以借助耦合线、防雷拉线、避雷器等设计方案来确保特殊区域条件下,维护电力系统的正常运行。
3.4建立健全的检修维护机制
(1)相关部门要对输电线路的检修维护机制进行完善,明确线路检修工作内容和方法,并提升相关人员的专业技能和责任意识,同时,还要对各项规章制度的执行情况进行有效监管,以保证线路维护工作效率和质量的提升。(2)对线路检修工作要做好记录与总结,工作人员在对线路进行检修后要及时对线路情况进行记录,并建立线路维护检修的数据资源库,以便随时对线路运行与检修情况进行查询,为线路的检修维护工作提供必要的数据支持。(3)要通过规章制度的制定和执行,加强对输电线路检修维护工作的监督管理,监督管理人员要定期对线路运行情况及运维工作情况进行监察巡视,同时,线路检修部门也要加强对自身工作质量的监督和自检力度,从而使输电线路始终保持安全稳定的运行状态。
3.6雷击跳闸率
反击和绕击过电压的形成可能引起线路跳闸停电,但是否能发生这种情况,需有条件,首先雷电流超过线路的耐雷水平,绝缘子串会发生闪络,再有是冲击闪络后能否转化为稳定的工频电弧,若冲击闪络时间只有很短的几十微秒,线路断路器来及跳闸。将冲击闪络转变为稳定工频电弧的概率作为衡量线路防雷性能的优劣,称为建弧率。
结语
现如今110KV输电线路的应用较为常见,为保证输电线路安全可靠运行,防雷保护问题也受到了广泛关注。基于110KV输电线路的实际特点出发,制定科学且可行的防雷措施,将雷击的影响降低,为110KV输电线路的稳定安全运行提供保障。未来要逐步改善110KV输电线路防雷保护技术,切实提升技术水平,以确保输电线路防雷工作的规范化开展。
参考文献:
[1] 沈强,张淼,韩亮,等.110kv输电线路综合防雷技术措施分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(5).d
[2] 张艳辉.110kV 输电线路防雷要点研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(35).
[3] 肖定静.浅析110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J].山东工业技术,2018(13).