输电线路的防雷设计与运维技术

发表时间:2020/11/3   来源:《当代电力文化》2020年16期   作者: 刘旭升
[导读] 由于在输电线路当中的垂直高度落差比较大,因此更容易出现冷热空气交汇的对流现象,这同时也是输电线路经常会被雷击的主要原因。在进行防雷保护的过程当中,通常可选择加强架空线路绝缘能力、改善接地装置、安装侧向避雷针以及减小线路保护胶以及安装氧化锌避雷器等措施来让输电线路的防雷击水平提升,进而减少经济损失
        刘旭升
        国网黑龙江宝清县电业局有限公司
        摘要:由于在输电线路当中的垂直高度落差比较大,因此更容易出现冷热空气交汇的对流现象,这同时也是输电线路经常会被雷击的主要原因。在进行防雷保护的过程当中,通常可选择加强架空线路绝缘能力、改善接地装置、安装侧向避雷针以及减小线路保护胶以及安装氧化锌避雷器等措施来让输电线路的防雷击水平提升,进而减少经济损失。本文就输电线路的防雷设计与运维技术进行了分析,从输电线路系统防雷设计、输电线路早受来及的原因与危害分析以及输电线路的防雷与接地设计三个方面叙述,希望能够为我国电力事业的发展提供帮助。
        关键词:输电线路;防雷技术;运维措施;
        引言:输电工程是电力系统当中的基础工作,其安全性将会直接对人们的日常省会产生影响。因此解决在输电线路当中的雷击事故就成为了输电线路工程当中的头等大事。如果输电线路当中发生了雷击跳闸,雷电当中的高压电将会对线路造成破坏。如果雷电出现在了距离输电线路比较近的地方,电力线路当中将会产生感应电荷进而对变电站当中的设备造成损害。
        一、输电线路系统防雷设计
在电力系统发生的输电线路故障中,大部分故障都来源于雷击跳闸,尤其是在雷电的多发地段,基本上所有的事故都是由雷击引起的。例如在山区,输电线路随着山势的起伏较大,输电线路所涉及的路线垂直高度落差较大,冷暖空气更易交汇,空气对流现象频繁,雷电活跃多发,所以,在线路的初步设计中,就要考虑到防雷设计,明确其重要性。
        二、输电线路遭受雷击的原因与危害分析
输电线路工程建设中,会应用到金属材料构件,这就增加了线路遭遇雷击的风险,当输电线路遭受雷击时会通过金属构件产生大量感应电流,当感应电流达到一定的电压后就会进入到输电线路,导致线路电压迅速提升,这就会增加线路出现故障的几率,严重的可能导致线路瘫痪而无法正常运行。尤其是在线路相关设备抗压性和稳定性较弱时,如果出现雷击现象,则会对电力设备造成严重损伤,同时也容易导致安全事故的发生,除此之外,输电线路遭受雷击还会导致线路的维修与维护成本大大提升,不利于电力行业的稳定发展。所以,电力部门应根据所在地区的气候特点对输电线路进行科学有效的防雷设计及运行维护管理,以保证电力输电电路的安全稳定运行[1]。
        三、输电线路的防雷与接地设计
        (一)输电线路的防雷设计
在输电线路的防雷设计环节,设计人员需要重点解决线路遭遇雷击后的跳闸率问题。想要有效解决这一问题,设计人员需要从以下几方面入手进行设计:
        1.优化避雷线设计
对输电线路的避雷线进行科学设计可以有效降低其遭受雷击的概率。在线路设计中,对于避雷线的设计需要参照杆塔的高度与保护角等要素。设计人员可根据线路所在地区的实际情况对杆塔的高度与保护角角度进行调整。此外,避雷线应设计在导线上方,导线全线都需要设置避雷线,避雷线与地面相接。在一些夏季多雨多雷电的地区尤其是山区中,要设置双避雷线,这样可以对雷电进行双重隔离,提升线路的安全性。
        2.应用避雷器
避雷器对于输电线路的竖向线路防雷保护发挥着重要作用,当避雷器的电压低于杆塔与导线电位差时,避雷器会进行自动分流,以避免绝缘子闪络问题。在当前避雷器的设计和应用中,氧化锌避雷器逐渐得到了推广和应用,其可以对感应雷过电压起到很好的一直作用,且质量较好,所以其开始逐渐取代传统的普通避雷器。氧化锌避雷器对绝缘子的绝缘层增加了防弧金具,使引起闪络的位置处在防护金属和绝缘子的贴胶之间,所以对于保护高压线路断线问题具有良好的效果。当出现较强雷电天气时,避雷器可以将雷击产生的过剩电压导入大地,起到对线路的保护作用[2]。


        3.自动重合闸保护装置
在输电线路的防雷设计中,设置自动重合闸保护装置是较为常见的设计方法之一,设计人员应对工程所在地区的降雨及雷电情况进行前期勘察,针对当地天气情况需求对自动重合闸保护装置进行设计并在安装时对其进行科学调试,以此确保输电线路在遭遇雷电闪络后可以进行自动重合,保证线路的正常运行,降低因雷击造成的停电事故的发生概率。
        4.增加绝缘子
在线路防雷设计中,对于线路绝缘设计也是有相关规定的,以110kV线路为例,如果线路所处地区的海拔低于1000m,其绝缘子数量应为8片左右;如果档距过大或是杆塔高于了 40m,那么,绝缘子数量应按照每增加10m加装1片的标准来确定。
        (二)输电线路接地设计
杆塔接地的情况也能够在一定程度上影响电路的防雷性能。因此在对杆塔进行设计时也需要充分的考虑到防止雷击的因素。在雨季较多的地区,设计人员需要针对线路杆位的土壤电阻进行逐级测量,从而获取到实际的电阻值,进而能够对杆塔进行合理的设计。在实际的设计过程当中,可以选择降低杆塔接地电阻的设计方案,这是由于杆塔接地电阻与实际输电线路的抗雷击能力呈翻译,杆塔接地的电阻越大,则其抗雷击的能力就越低。在进行杆塔接地设计时,接闪避雷线需要选择小角度或者负角度的方式来进行安装。同时还需要充分保证外接引流线以及充分的泄流截面。此外,需要选择单级深埋垂直接地的方式来使得泄流截面增加。
        四、输电线路运行维护措施研究
        (一)建立健全的检修维护机制
相关部门需要加强对输电线路的检测,并且明确需要检修的工作内容,加强工作人员的责任意识。同时还需要针对各种规章制度进行明确,进而采取有效的措施进行监管,保证检修的质量。工作人员需要针对线路做好充分的记录工作,建立线路检修的数据库,从而方便再次进行检修时查询,以及当线路出现问题时能够调用数据来进行辅助工作。通过加强对规章制度执行的监督工作,来提升线路的运行稳定性[3]。
        (二)输电线路的检修模式
通常对输电线路进行检修工作时所采取的工作模式为变线为点的方式。由于这种工作方式对于专业技能提出比较高的需求,就需要工作人员的基础素质得以提升。在进行线路检修的过程当中需要注意到线路的老化问题,将老化率控制在千分之三以内,绝缘爬距也需要充分满足国家的有关规定。针对绝缘子的检修工作分为离线和在线两种,在线检修分步电压,离线检修零值电阻。针对线路老化率连续四年控制在千分之二点五的线路需要保持每两年检修一次,对于连续四年保持在千分之二的线路可选择每四年检查一次,但是其总共的检测次数需要小于五次。
        (三)引进先进的设备
在进行输电线路维护工作时,需要积极使用先进的设备来进行工作。在当前激烈的市场竞争环境下,部分电力企业往往会不重视在架空输电线路运行和维护方面的投入,这对于输电线路的稳定运行是十分有害的。因此需要电力企业加强对于架空输电线路运行和维护的重视,并且积极的投入资金购买先进的维护设备。比如在雨季时间较长并且雷击现象比较频繁的地区,可以通过设立一系列的防雷措施来对线路进行保护,同时还可以通过增加稳定线路的方式来提升防雷效果,并且还能够让输电线路的稳定性得到充分的保证。
        五、总结:
总而言之,在社会经济快速发展的当先,我国对于电力能源的需求量也在不断地增加,这就对电力企业的输电线路稳定性以及安全性提出了更多的要求。在对输电线路产生影响的各种因素当中,雷击灾害所造成的影响最大,甚至会造成严重的安全事故。因此电力企业需要不断加强对输电线路防雷击性能的提升,强化对输电线路运行和检修的工作,让整体的线路质量提升,保证线路免受雷击的影响,进而促进我国电力事业的健康稳定发展。
        参考文献:
        [1]邓先林.探究输电线路的防雷设计与运维技术[J].智能城市,2020,6(03):80-81.
        [2]于政.输电线路的防雷设计与运维技术[J].电子技术与软件工程,2019(20):224-225.
        [3]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.
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