架空输电线路防雷技术研究

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年3月第9期   作者:张超
[导读] 国网冀北电力有限公司承德供电公司滦平分公司,河北省 承德市 068250
        摘 要:架空输电线路防雷技术是电力系统建设过程中较为常见的防雷技术,对于保证电网安全稳定运行,确保电力持续可靠供应具有重要意义。与此同时关于电能供应中架空输电线路的运行维护及防雷策略实施现状,也引起了广泛的关注。因此,对关于高压架空输电线路防雷措施进行探讨。分析输电线路雷电的种类,优化架空线路防雷的措施。
         关键词:架空输电线路;运行维护;防雷技术
         架空输电线路作为电网的重要组成部分,架设路径大多为高山、旷野或丘陵,且基本采用高塔架设,大部分暴露在自然环境之中,极易受外界环境影响和破坏。通过近几年架空输电线路跳闸停电事故调研发现,雷击在输电线路跳闸事故中占较大比重,且大多难于防范。国内各地区电网在架空输电线路防雷实践应用中大多采用架空避雷线、装设避雷针等单一防雷措施,防雷效果有待进一步检验。有效筑牢架空输电线路防雷水平,减少雷击停电事故,确保输电线路安全稳定运行,具有重要意义。
          关键词:架空输电线路;防雷技术;有效措施
 一、架空输电线路运维工作的重要性
          架空输电线路需要输送的电量多、区域广、时间长,使得其负荷较大,因此从安全角度考虑必须切实加强对其日常运维工作的开展。就架空输电线路的类型来看,分为低压、高压、超高压和特高压线路,其中低压的电压等级低于1k V之下,高压的电压等级是35k V到220k V之间,超高压的电压等级是在330k V到750k V之间,特高压线路的电压是大于750k V的架空输电线路。当前,我国常用的电压等级主要有35k V、110k V、220k V、330k V、500k V、750k V、10000k V。由此可见,加强运维工作的开展,在确保电力安全的同时能有效的降低运维成本,促进整个电力系统的安全高效运行。为了使高压架空输电线路防雷措施方面的研究工作能落到实处,则需要对加强这方面研究的重要性有所了解。具体表现为:1)若能加强高压架空输电线路防雷措施研究,可为其潜在应用价值提升、使用寿命延长等提供可靠保障,逐渐增加电力企业在实践中的生产效益。2)通过对加强高
 压架空输电线路防雷措施研究方面的考虑,可拓宽这类线路安全性能优化方面的工作思路,实现对高压架空输电线路运行风险的有效应对。
 二、架空输电线路雷击跳闸影响因素
1.线路设计因素
          对于架空输电线路的设计,首先要选择最佳的路径方案,充分论证导线、地线、绝缘配合及防雷设计的正确性,确定各种电气距离,认真选择杆塔和基础形式,合理地进行通信保护设计等。随着电网建设迅猛发展的步伐,线路设计出现工作量大、时间紧迫等问题,更因为输电线路通道地形和土壤结构都比较复杂,有时候可能造成勘察设计不到位的现象发生,而部分电力工作人员没有按照实际土壤电阻率进行验算,这便造成杆塔接地形式与现场实际不相适应,导致设计出现偏差,最终使架空输电线路对雷击的耐受性受到一定程度的影响。
2.施工影响因素
          架空输电线路本身具有高危险性和复杂性特点,在施工过程中必须结合现场的实际情况,严格按照施工图纸及标准要求进行作业。由于输电线路施工现场处于土壤电阻高的山区或者岩石区域,给正常的施工作业带来很大影响,经常会出现不按图纸施工的情况,最终导致输电线路施工的质量问题。另外,一些施工人员没有足够的责任心和技术水平,在施工中填土不规范、接地装置不合理、细节处理不到位,导致输电线路设置不合理,容易受到雷击现象。另外,防雷设备安装及防雷设施的维护,出现了较多的问题。该类问题的出现严重影响了架空输电线路的安全稳定运行,造成架空输电线路在雷雨气候季节下,出现了较多的雷击事故现象。同时对于区域用电户的安全稳定用电,以及相关电气设备的安全稳定运行,都造成了较大的影响,不利于电网系统的安全稳定运行。


3.线路环境因素
          在对架空输电线路受雷击跳闸的因素分析中,自然环境因素是不容忽视的,因为架空输电线路是设置在露天环境中的,其必然受到各种各样自然环境的影响,包括了地形、地质条件、土壤电阻率等许多方面,尤其在一些自然环境条件恶劣的复杂区域就更容易造成架空输电线路或杆塔接地电阻高的状况。
三、加强架空输电线路防雷技术的有效措施
1.选择合理的线路路径
          输电线路防雷最先考虑应是选择合理的线路路径,在布设输电线路之前对各地区的气候条件、地理特征等情况进行综合分析研究,并进行实地考察,确保输电线路布局规划具有合理性、科学性,尽可能地避免线路经过顺风河谷等恶劣环境,并将线路铺设在雷击发生较少的地区。如果实际情况无法避开恶劣环境或雷击多的地区,则应加强线路防雷水平。
2.架设避雷装置
          避雷线是最为常用的线路避雷技术之一,能够在一定程度上降低线路遭受雷击的可能性。结合以往经验分析,在对避雷线进行设置时,需要关注保护角的大小以及杆塔的高度,从实际情况出发,确保避雷线的作用能够得到有效发挥。一般情况下,考虑雷电绕击的情况,应该将避雷线的保护角设置为20-30左右。如果架空线路经过山林地区,杆塔所处位置较高,不仅更容易受到雷击的影响,而且其所处的电磁环境也更加复杂,在这种情况下,需要在线路杆塔横担两侧设置侧向避雷针,能够非常有效的预防绕击过电压。另外,需要将接地引下线与杆塔的接地体连接在一起,保证线路在遭受雷击后,与避雷针连接的接地引下线能够将雷电电流引入到大地中,实现对于线路和杆塔的保护。
3.降低杆塔接地电阻
          对于输电线路的耐雷水平而言,由于输电线路杆塔接地电阻密切与其具有密切联系,在雷击到杆塔的过程中,在雷电流过程中,值得注意的是,当避雷线流进入到相临杆塔的过程中,当雷电流经杆塔进入大地的过程中,杆塔常常进入接地电阻的过程中,常常出现暂态电阻特性的优势,对于冲击接地电阻而言,表征问题存在较多。对于杆塔接地而言,电阻的数值与杆塔顶部电位密切相关。在降低杆塔的接地电阻的基础上,杆塔顶部电位能够不断提高。
4.加强自动重合闸的装设
          为了增加高压架空输电线路防雷中的技术含量,则需要注重自动重合闸的装设。具体表现为:1)根据高压架空输电线路的稳定运行要求,结合其所在区域的实际情况,完成好自动重合闸的装设工作,促使这类输电线路运行中的防雷性能更加可靠,避免对其输电质量产生潜在威胁。2)在装设自动重合闸的过程中,需要相关人员能够重视其类型的合理选择,并提升对其在高压架空输电线路防雷方面应用价值的认知水平,给予其防雷性能优化、相关工作状况改善等可靠保障。
5.安装好引弧间隙
          在应对高压架空输电线路雷击因素影响的具体工作开展中,为了实现对雷电流的分散疏导,则需要电力技术人员能够在自身丰富的实践经验、专业理论知识等要素的支持下,安装好引弧间隙予以应对。同时,需要对其安装过程加以控制,实现对绝缘子的有效保护,避免因其实效问题的发生而导致设备出现永久性故障,并为高压架空输电线路的高效运行打下基础,不断优化其防雷方式,保持该输电线路应用过程中良好的安全性能,降低其故障问题发生的概率。
 结束语:随着我国电力科技水平的进步,使得输电线路不仅实现了远距离电力传输,而且使线路可以处于高压环境中安全的运行,但是架空输电线路在运行的过程中,会受到线路设计因素、线路环境因素以及施工因素的影响,因此,我们必须要加强对架空输电线路防雷与接地优化设计的重视程度,从而切实提高架空输电线路防雷与接地性能,为其长期安全、稳定、高效的运行提供保障。
 参考文献:
[1]唐凌毅.架空输电线路防雷技术研究[J].中国新技术新产品,2019(24):147-148.
 [2]董威佐,肇恒阳.输电线路的防雷设计与运维技术分析[J].黑龙江科学,2019,10(10):88-89.
 [3]文建鹏.架空输电线路防雷与接地技术研究[J].技术与市场,2018,25(09):145-146.
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