电网运行中主动避雷系统的研究与应用

发表时间:2020/9/11   来源:《中国电业》2020年11期   作者:曾庆松
[导读] 输电线路是电力能源传输的重要通道,随着我国现代化建设的不断进步,我国电力工程的发展也越来越迅速,不过,虽然配电系统的稳定性和安全性逐渐提高
        曾庆松
        贵州省兴义市电力有限责任公司  贵州兴义  562400
        
        摘要:输电线路是电力能源传输的重要通道,随着我国现代化建设的不断进步,我国电力工程的发展也越来越迅速,不过,虽然配电系统的稳定性和安全性逐渐提高,但对于一些自然因素比如雷击这种不可控因素依然十分重视。某些多雨地区由于雷击所造成的安全事故不在少数,不但为电力配电系统造成严重的损伤,同时也会对人们的安全造成威胁,所以,针对配电系统应用防雷和接地技术是十分必要的。
        关键词:电力配电系统;防雷;接地
        引言
        近些年我国经济迅速发展,人民生活水平日益提高,然而社会的发展离不开能源的消耗。电能作为重要的二次能源,在国民生活中占有举足轻重的地位。输电线路作为电能传输的通道,是电力系统的重要组成部分,然而也是电力系统最薄弱的环节。由于输电线路分布区域广,绝大多数处于室外,经常处于大风、暴雨、雷电以及各种不确定因素的环境下,从而给电力系统的运行造成威胁。雷电作为常见的自然现象,是导致输电线路出现故障的重要因素。由于雷击引起输电线路的过电压可达到几百万伏,这一过电压也称为外部过电压或者大气过电压,如果这一大气过电压在系统内传播,就会给系统中的电气设备的绝缘带来极大威胁。加强防雷接地设计和设备维护,可以减少或防止此类问题的发生。
        1制作雷电灾害风险地区分布图
        国家电网公司时架空输电线路的防雷,闪电监测提出了具体要求,进一步提高了输电线路的防雷技术管理水平。各地要积极组织生产技术部、技术中心等技术力量,成立专门工作组,按照文件要求,对区域内矿山风险分布进行测绘。统计历年区域雷电线路故障的细节。记录并分析雷电数据,找出区域雷电统计分布情况,结合地形、电网特点、绝缘配置及运行经验,根据要求绘制完整的剖面。完成雷电危害风险分布图对差分架空输电线路的防雷具有重要的指导意义,实现了防雷措施在不同区域、不同电压等级、不同重要线路上的差分分布。并将显著提高骨干电网战略传播渠道和重要负载。
        2雷击现象对电力配电系统的危害
        雷击作为一种常见的自然现象,当大气中出现大量正负两种电荷的雷云时,若是两种不同电荷的雷云相互接触,或是距离过近,以及雷云和地面凸出建筑或物体接近时,这时候便会在物体和雷云之间产生强烈的反应,进而导致一种气体性放点情况,这便是雷电。自然界经常出现的雷击形式主要有感应雷、直击雷和雷电侵入波等。若是动物或人遭受雷击,那么会造成严重的伤亡现象,而若是电力配电系统以及设备遭受雷击,那么会瞬间造成高压冲击,破坏设备和配电系统的绝缘层,造成短路甚至是爆炸等危险事件,同时也会导致大范围停电现象,对人们的用电稳定性带来不利的影响。除此之外,雷击还会导致较为强烈的电排斥力,当建筑物遭受雷击时也会导致其结构的损坏甚至整体坍塌等。因此,在电力系统设计过程中,为了能够有效降低雷击发生的概率和危害,必须要采取有效的防雷接地措施,常用的防雷接地设计包括接地体和接地引下线,而接地电阻的用处便是将雷击所产生的电流输送到土地中,避免这股电流对电力配电系统和人造成危害。
        3应对措施
        3.1选择合适的避雷器
        在初期选择避雷器种类时,应选择研发时间较早、经过改良的避雷针型号,并要了解该避雷器的生产技术和检测手段,应综合考虑其密封性能,电阻片性能、寿命周期,确保避雷器在使用过程中事故率抵、抗老化性能好。还应考虑避雷器的功能特点是否和安装场景匹配,进而选择合适的避雷器。


        3.2电力系统防雷措施
        电力系统常用的防雷保护措施有三种。一是采用避雷针或者避雷线。通过借助于避雷针和避雷线的防护和屏蔽作用,能够有效地防止直击雷对电力线路、电力设备造成的损害。二是安装防雷器。通过安装防雷器,能够有效地防止雷电入侵波对电力系统设备的破坏。三是加强电力系统中设备的绝缘能力,保证电力设备具有一定的抗内部过电压和外部过电压的能力。
        3.3建筑体的防雷接地技术策略
        建筑体本身的防雷能力和强度一定程度上直接决定了电力配电系统和整体电气设备的防雷效果。基本上,绝大多数的建筑体自身都是其内部电力配电系统和电力设备的第一道防护,所以要想将电力配电系统的接地防雷效果最大化,则必须要提高建筑体本身的抗雷击能力。对于建筑体本身和其中电气设备的防雷接地装置必须要遵循相关标准来进行合理的位置设置,并不能直接使用以往单独应用的接地防雷网。利用等电位连接的方法,把建筑体中预设的人工接地体、自然接地体、室内设备、设备外导体等进行合理的连接,若是遭受雷击,那么雷击所造成的高电流将会对地面造成强烈的电压,这种电压会导致设置在地面电位的设备和配电系统造成闪络的现象,进而发生设备短路起火甚至是人员的安全事故。通过利用等电位连接方式将线路和设备进行连接后,可以有效避免雷击所造成的危害,所以这种防雷接地方法也是如今一种非常有效的防雷措施。在进行建筑体防雷接地设计时,需要按照建筑体所处的天气规律、地形地质、环境特点等,并结合建筑的实际情况来制定或选择最具针对性的防雷策略,并设计合理有效的施工措施。
        3.4采用合适的防雷接地装置
        接地电阻是防雷措施中一个重要的参数,在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的,所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置,使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大,线路遭受雷电袭击时,杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象,导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位,对输电线路绝缘有一定的好处。输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境,受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应,通过导线将接地体与避雷线相连接,埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢;由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高,为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积,接地网的电容与其面积成正比,电容值越大对应的电阻值将会越小;增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻[2]。
        3.5加强监测
        应重视避雷器的在线状态监测,确保在避雷器出现问题时马上进行修复,避免故障避雷器和老化避雷器仍继续长时间工作,这不仅仅不能起到保护电力设备的作用,还会对避雷器自身造成损毁[4]。在线监测不仅影响到使用避雷器的成本,还影响到电力设备在恶劣环境下的安全稳定运行,必须受到高度重视。
        结语
        电力系统在正常运行过程中,如果遭受雷电的袭击,可能会出现系统的破坏,影响到电力能源的正常供应,因此必须要采取各种防雷保护举措进行有效防护。随着科技的不断发展进步,雷电信息网的构建、雷电定位技术、防雷新技术的应用等为电力系统防止雷害事故提供了保障,科学合理的防雷设计方案,先进技术的应用必将使雷害事故给电力系统的危害降到最低。防雷是一个不会被时间磨灭的永久性话题,时间不止,发展不息,防雷技术的发展和防雷产品的进步,人们要在学习的同时实践,实践的同时创新。
        参考文献
        [1]伍家洁,苏渊.高电压技术[M].中国电力出版社,2012.
        [2]门中奇.谈电力系统的防雷保护[J],中国西部科技,2010.7:33-34.
        [3]王家启,吴普盛.电力系统中防雷保护方案浅析[J],中国电子商务,2014(7):77.
       
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