摘要:电力行业是与民生息息相关的一个行业,影响着人们的生活及人身安全,安全用电是全社会共同关注的事。但在用电过程中,一些自然性的因素成为极大的安全隐患,如雷电。雷电也成为影响电力企业健康稳定进步的关键性问题。因此,针对雷电事件,电力企业要给予充分重视,从实际出发,实施有效的对策予以处理,为自身的健康稳定发展带来更多的保障。电网遭受雷击并不是偶然无规律的发生,有一定的规律,电力企业要抓住这些规律,分析规律的形成,并采取针对性措施,确保工作效率的全面提高。基于此,文章以输电线路为研究对象,从差异化的角度分析了其防雷技术及策略。
关键词:输电线路;差异化防雷;策略
输电线路由于长时间暴露在室外且线路较长,易受到雷击侵害,直接就造成线路跳闸,继而引起电路损坏,严重影响了输电线路自身和电力系统的稳定性和安全性,且在电力系统运行中因雷击引发的安全事故也越来越多。输电线路的建设是十分复杂的,有着诸多影响因子,稍有不慎造成的后果将不可预计,其中防雷是人们考虑的重中之重,进行差异化防雷是架设输电线路的必经之路。
1输电线路雷击跳闸分析
在输电线路正常的运行过程中,导致跳闸的因素很多,如雷雨天气遭受雷击、受到鸟类的侵害、寒冰天气电路覆冰、以及受到外界力量的损害等,在这些因素中,最常见的是在雷雨天气受到雷击,超过总比例的60%。
1.1电路的耐雷性
输电线路本身所具备的耐雷性就是遇到雷雨天气,输电线路受到雷击的情况下,绝缘子不会出现闪络情况的雷电流幅值的最高点。输电线路自身的耐雷水平高,说明它的防雷性能好,即在雷雨天气时,遭受到雷击情况下更加不容易出现跳闸。输电线路的耐雷水平和很多因素相关,如电路杆塔的实际高度、杆塔冲击接地的电阻大小、所设置的绝缘子片数、避雷线设置的模式等。随着杆塔高度的升高,所引下的雷电面积就越大,着雷的次数相对变多,同时电流到达地面所需要花费的时间更久,所以反击力就越强。杆塔冲击接地电阻大小也是很重要的影响因素,它的值越大,当雷电冲击到杆塔顶端时产生的电位差值就会增加,输电线路本身所具备的耐雷水平便更低。而绝缘子片数的多少,直接制约了绝缘子串2个端头之间存在的闪络电压大小。一般情况下,设置输电线路绝缘子数量时,最关键的因素是工作电压。实际工作中,跨越长度大、落雷问题频发而加大绝缘子片的数量大小,可以加大电线路的耐雷水平。因此,在进行输电线路的规划与维护过程中,应谨慎处理各个制约线路耐雷水平的因素,确保各个参数的设计都合乎常理。
1.2建弧率
雷雨天气是自然现象,输电线路着雷时,如果雷击电流大于线路的耐雷水平,即使出现冲击闪络问题,雷电流沿着闪络通道从天空延伸到土地,因为冲击闪络延续的时间短,未必会导致开关跳闸。只需等到雷电天气过去后,闪络点不随之建立工频电弧,就可以进行正常的电力供给。但出现雷电闪络问题后,如果沿着雷电通道建立起工频电弧,就会出现工频短路电流通过的情况,从而导致工频接地短路,出现跳闸的结果。因此可以认为,线路在雷雨天气受到雷击后出现跳闸,不仅和耐雷水平有关,同时也和建弧率有很大关系。
2雷击对输电线路的危害
在输电线路运行中,雷击对其安全产生严重威胁,一方面制约着输电线路自身和系统的正常运行,易造成电力资源的大量浪费;另一方面引起强烈的磁场效应和热电效应,对电力设施和周边环境产生不良影响。雷击对输电线路的破坏力强,而修补输电线路耗时、耗力。在裸露旷野区域,一旦高压输电线路遭受雷击,其电子设备的集成度会瞬间升高,产生剧烈的电磁波和过电压,电磁波会沿着输电线路流进变电所,破坏变电所的元器件和电子设备,造成保护装置的错误动作,轻则导致小范围的断电跳闸,重则破坏整个输电系统。
输电线路遭受雷击时,雷电以线路灯杆为载体,通过载体传播释放自身电流,被释放的电流沿着通道流向各个方向,从而形成过电压。输电线路遭受雷击时引发的过电压主要分为感应雷击过电压和直接雷击过电压。一般情况下,电力系统中若存在健全的接地系统,电流便沿着接地系统流向大地;若接地系统不完善,电流便流进电子设备中,造成难以弥补的损害。
3差异化防雷的技术与策略
从实际出发,因地制宜,做好输电线路的差异化防雷设计,提高其耐雷水平。在对输电线路采取防雷措施时,需做到四道防线,即防直击、防闪络、防建弧以及防停电。具体技术与策略如下:
3.1依据电压等级的不同进行差异化防雷
输电线路的电压等级不同,其运行方式、负荷能力有所区别,需依据输电线路的运行方式、电压等级以及负荷性质,并结合线路所在区域的地理特征,制定出切实可行、行之有效的防雷技术与策略。对小于35kV的输电线路,可在雷电分布比较集中的地区配备合适的避雷线,或依据输电线路的密度安装相应的避雷器;对于110kV的线路,可适当选择双避雷线,在那些用电量小、电力活动少的地区,可安装单个避雷器,并安装接地装置;对于220KV的线路,需在每条线路上配备避雷线,且选择合适的双避雷线,全面防雷。
3.2降低杆塔的接地电阻
降低杆塔的接地电阻,是提高输电线路防雷水平的基本措施,主要有增补地网和施放降阻剂两种方法。在现实中,一般根据历史数据、以往经验等来设计输电线路杆塔所需的土壤电阻率,并非经过实地考察,而土壤的电阻率可能随气候、季节等因素的变化而变化,故实测的接地电阻值可能会大于设计值,往往不符防雷标准。因此,需定期测量输电线路的接地电阻值和土壤电阻率。在线路施工时,严格按照相关设计、规程要求,严把工艺质量关,做好接地设备隐蔽部分的监督、验收工作。
3.3充分运用绝缘设备
在雷电较为集中的地区或在大跨度地段,可通过增设绝缘设备来提高线路的耐雷能力。雷电分布集中的地区,往往是地势较高的地区或山区,因其输电线路的构架特殊,且杆塔顶端电位高,遭受雷击的概率较大,增加避雷线与导线之间的绝缘子数目,扩大绝缘范围。在实际情况中,一般使用合成绝缘子,其具有憎水性强、体积小、重量轻、安装维护简便、耐污性好等优点。然而,因其结构方面的特殊性,合成绝缘子的闪络率远大于其他绝缘子。根据实际情况和长期以来的经验,一般在多雷地区使用钢化玻璃绝缘子或净距加大的合成绝缘子。
3.4架设耦合地线
在无法有效控制杆塔的接地电阻时,可架设耦合地线,即在导线下面架设另一条地线,增加导线与避雷线间的耦合作用,降低过电压。同时,耦合地线可将输电线路遭受雷击时产生的电流分流,以提高输电线路整体的耐雷水平。需注意的一点是,必须将耦合地线架设在原导线的下方,相当于降低杆塔的高度,从而降低绕击率。
4结束语
电网受到雷电冲击是有规律可循的,因此,电力企业一定要充分认识到这一点,了解并把握规律,同时根据规律选择实施差异性防雷对策。有关机构要结合各种电压级别采取最具针对性的防雷技术,也就是说不同的电压级别下,采取不同的技术。从业者同时需要规划改进方法,切实推动防雷技术不断前进。采取差异化防雷技术是为了进一步将跳闸率控制在更低的范围,同时也是改进方法遵循的原则。电力企业实施差异化防雷技术,提高效率的同时确保防雷技术实效性的进一步增强。
参考文献
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