摘要:在电力输送的过程中存在着很多风险因素,影响了电力能源输送的安全性和可靠性。在众多风险因素中,雷电是自然因素中对输电线路的影响最大的。雷电的存在不仅影响输电线路的正常运行,还影响电力企业的经济效益。本文结合输电线路运行的实际情况,对提高输电线路防雷水平的对策进行分析和研究。
关键词:输电线路;雷电危害;防雷技术
1输电线路防雷的意义
电力系统输电线一般是裸露的架设在离地20~60m的空中,铺设距离长,跨度广。它联通我国各个省市的发电厂和用电负荷中心,是输送电力的主要通道,也是国民的经济命脉。但是其突出于地面其他物体且具有良好的导电性能,很容易遭受雷电的入侵。一方面造成输电线绝缘子闪络或爆炸,对输电线绝缘水平造成永久性损伤,形成单相或多相接地短路故障,引起继电保护和断路器的触动拐一方面雷电波可能沿输电线入侵变电站或发电厂,将会对变压器发电机等大型设备造成难以修复的损伤,引起大面积的断电。无论哪种情况都会对人民的生活和企业的生产造成巨大的影响和损失。因此,输电线路的防雷具有远大重要的意义。
2雷电对输电线路的影响及危害
2.1感应雷过电压
在雷雨天气,频繁高压雷会出现击中输电线路、杆塔或是突出地面的现象,被击中点以及周边就会产生电磁感应(电磁感应能够在短时间内实现电能与磁能之间的装换),导致线路上出现高强电压,其中的电流也会显著增加,短时间内就会形成对人体安全构成威胁的高压线路。在出现这类状况时,即使不与线路发生直接接触,也会出现出电的现象,让人防不胜防,针对这种灾害的发生,最好的解决办法就是将线路埋入地下,尽量避免高空架设,并且做好相应的防雷措施,增强弱电的保护装置。
2.2直击雷过电压
雷电直击过电压的产生,是由于雷电与线路直接接触,大量雷电直接传导进入线路,被直接击中部位电位急速上升,而阻抗部位电压下降。在有完好的接地保护措施的状态下,一般不会造成直接的伤害,但这种雷电直击的危害表现在其次生破坏上,雷电直击的发生,会伴随强电效应以及高热效应,会对线路中的导电线路、绝缘设施以及弱电控制装置等产生严重的不可逆的损坏,导致后期使用过程中极易出现故障或发生火灾等。针对这类现象,最好的处理办法就是设置大型的避雷针,通过对雷电的疏导,实现屏蔽电器线路、设备的效果。
2.3雷电绕击
通过避雷装置的疏导、屏蔽,能够对大多数的雷电起到很好的降灾效果,对于输电线路起到很好的保护效果,但是在一些地域空旷或是地形地貌复杂的地区,还会出现雷电绕机的现象,雷电发生过程中,绕开避雷装置,直接作用在输电线路上。雷电电流在导线的两侧传递,出现变相瓷瓶串发生闪络的现象,或是直接击中导线的一侧,直接导致瓷瓶串闪络的发生。
2.4雷电反击
在输电线路被雷电击中之后,雷电流直接击穿大地,接地电压瞬间暴涨,同时输电线路上产生更高的感应电压,导致在输电线路上出现跳闸事故。
3电网输电线路的防雷技术研究
3.1接地设置
在输电线路中设置接地设置的主要作用是为了使得输电线路中的电能可以有效释放到地面中去。若输电线路中设置的接地技术较好,则可以使得接地电压迅速降低,避免出现接地电阻反击的情况。需要注意的是,在设计接地设置时,应该做到以下几点:
3.1.1强化电磁感应型接地装置
根据雷击闪络的原理,有效增强输电线路防雷性能的重要方法,可以使接地电阻以及电感减少、并提高耦合系数。通过设置耦合地线,或者架空地线的方式来提高耦合系数。事实上,雷击在稳态电磁感应阶段以及暂态行波阶段,可以对接地装置的分布范围进行改变,进而使得耦合系数得到提高。
3.1.2安装垂直地极
垂直地极可改善表面土壤接地质量差的情况,是一种有效的接地弥补措施,在高土壤电阻率区域具有重要作用。因此,可在杆塔附近设计垂直接地极。
若输电线路为铁塔,可在距离杆塔6m的地方安装垂直直接地极。若杆塔为水泥杆塔,一般在距离杆塔四米的区域,作为垂直地极的安装点。在对垂直地极进行安装的时候,一般采用的是角钢或者是圆钢的形式进行安装。垂直地极之间的距离间隔不超过5m,且地极长度应该在1.5m左右。在陡坡中进行垂直地极安装时,安装深度应该根据垂直地表面深度进行实际测算。这样做是为了使接地极散流效果得到更好的保证,维护接地极的散流功能,防止因洪水等情况对其造成的影响。
3.1.3利用消弧线圈接地
在雷电活动频繁的时候或接地电阻很难进行降低的情况下经常使用消弧线圈的方式接地。这种方法可对单相着雷闪烁故障进行大幅度减少。且还可以使用中性点不接地的方式进行防雷。一般情况下,当二相着雷或三相着雷的时候,一相导线不会发生跳闸情况。导线闪烁之后和地线的作用是一致的,这就等于对整个线路的耦合作用进行了提高,并降低了未发生闪烁的相绝缘子电压,进而使得线路耐压水平得到有效提高。
3.1.4降低杆塔的高度
降低杆塔的高度主要式减小接地电阻,使得电网输电线路的防雷性能提高。在电阻率较低的地区,可对杆塔的自然接地电阻进行相应利用,而在电阻率较高的土壤地区,可以对降阻剂进行利用或对接地方式进行延长,使得接地电阻得到有效降低。
3.1.5架设耦合地线
若对杆塔接地电阻进行降低存在较大难度时,可架设相应的耦合地线,在导线的下方增加一条接地线,这样一来可以使得输电线路防雷性能有效提高,减少跳闸。
3.2避雷设置
在进行避雷设置的时候,一般包括以下内容:
3.2.1设置侧向避雷针
杆塔测针技术是指在杆塔上放置水平测针,扩展避雷线保护区域,同时增加避雷线对弱雷吸引数量,进而使得输电线路受到雷击的概率大大降低。这种技术的工作原理是:当雷云进行先导放电时,其距离地面还有一定高度,这时,避雷针就可对先导通道的电场进行相应的改变,使得电场移动方向发生改变,从雷电上移动到避雷针上,并得到有效释放。和保护角以及避雷线相比较,避雷针具有更强的引雷能力,对低空中的弱雷产生的吸引力更强,防雷效果良好。
3.2.2积极利用绝缘方法中的不平衡法
现代输电线路中常用的是同杆架设的方式,这样做的目的是使用地面积得到有效节省。这种情况下,双回路也得到了广泛运用。这样一来,技术人员就可以对绝缘方法中的不平衡法进行相应的利用,使得双回路的串片数出现差异。这样设置当雷击出现的时候,绝缘子串片数少的线路就会先出现闪络,可增强另一导线所具有的耦合性能,也可增强另一导线的防雷效果。当一线路不出现闪络,供电也不会停止。一般来说,两回路的绝缘水平应该设置在31/2,若将两者之间的差异设置过大,就会导致线路经常出现故障。需要根据线路的实际情况对差异值进行确定。
3.2.3在其中安装自动重合闸
输电线路的自我恢复功能良好,遭遇雷击之后出现的冲击闪络导致电闸发生之后都会存在游离的情况。这种方式对于输电线路的稳定性与安全性可以进行大大提高,避免了输电线路出现永久性的损坏。在这其中安自动重合闸对于输电线路的自我保护效果更能进行加强,使得雷击对输电线路造成的影响减小,并使得断路器检修的任务量得到有效减少。
4结束语
高压输电线路是电网运行的关键途径,确保其安全正常的运行具有极为重要的意义。雷电是高压输电线路受到破坏的主要因素,对高压输电线路的安全运行有严重的威胁。目前,我国高压输电线路防雷技术取得了很大的进步,但还需相关部门继续努力,全面提升和完善防雷技术,为社会和国家的飞速发展打下坚实的基础。
参考文献
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