探讨输电线路防雷保护及新方式

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年第20期   作者:王明旭
[导读] 在我国社会不断发展的推动下,人们对于电力系统的需求越来越大、标准越来越高
        王明旭
        青海省水利水电勘测设计研究院 青海 西宁 810000
        摘要:在我国社会不断发展的推动下,人们对于电力系统的需求越来越大、标准越来越高。输电线路在运行的过程中,免不了会遭遇雷击的情况。输电线路如果遭遇雷击的情况,不但会让人民群众的生命财产安全受到损失,电力企业也会面临比较严重的损失。所以电力企业在日常工作和运行过程中做好输电线路的防雷措施就显得比较重要。防雷措施的应用不但可以让输电线路的稳定性更强,而且也能有效推动整个社会的经济发展和建设。本文主要探究的是输电线路的防雷问题。
        关键词:输电线路;防雷;措施;
        1.雷电概述
        1.1雷击形式
        输电线路遭遇雷击的情况主要分为直击雷和感应雷两种形式。直击雷又分为反击和绕击两种情况。通过对电网在运行过程中的观察和分析,在郊区的输电线路因为会受到地形条件以及地面周边的其他因素的干扰和影响而发生的绕击率是平原地区的三倍。
        1.2雷电对输电线路的危害
        雷电具有剧烈性和突发性的特征,可以在瞬间发生巨大的热电效应和磁场效应。除此之外,雷电本身也有比较强的机械破坏力。所以,如果发生雷电击中的情况,高压输电线路就会造成比较严重的电压危害。当前,电力调度运行系统已经配备了一些具有比较高集成度的爱你自设备,这些设备能够对雷电电磁脉冲的反应特别敏感。当输电线路被雷击中的时候,可以瞬间形成超负荷敏感过压磁波穿过输电线路而进入变电站,可以让变电设备的界定强度实现有效降低而破坏敏感电子器件。监控系统的保护装置如果发生错误的情况,就会造成设备跳闸的现象,进而让电力变电的正常运转有着比较严重的损失。
        2.输电线路防雷设计的必要性
        我国当前的输电方式主要是高架式供电,因为这些供电线路大多都处于室外环境,这也让输电线路会面临着较大概率的雷击情况。如果输电线路遭遇雷击的情况,就会让区域内的电力系统发生瘫痪的情况。所以积极的探索防雷措施并应用,可以有效的减少输电线路遭遇雷击的情况。而雷击现象对于整个供电线路的主要危害表现为两种形式:一是断线,二是跳闸。在这两种情况中发生的断线可能性更大,而断线所造成的危害和损失也会更严重。
        3.输电线路防雷常常出现的问题
        3.1环境方面的问题
        3.1.1输电线路绕击的原因
        通过对长期的实践工作经验进行总结可以知道,输电线路绕击的原因主要因素有杆塔高度、避雷线和雷电之间对边导线的保护角、输电线路经过的地质条件、地貌等。在这些影响因素中,杆塔输电线路发生绕击率的情况比平常的平地线路发生绕击率的情况会高很多。所以在设计山区的输电线路的时候,就难以避免的会发生大高差档距或者大跨越的情况。因此输电线路也会面临的比较高的绕击。当雷电天气比较频繁的时候,这些地区就特别容易遭受雷电的威胁。
        3.1.2高压输电反击原因
        高压输电线路发生反击也是比较常见的情况,主要原因是雷电的电流在通过塔体的时候,杆塔的电位会持续增加。在这样的情况下,雷电的电流就会超过高压输电线路绝缘电路闪络电压值。而杆塔电位的升高也会让导线和杆塔之间发生闪络的情况。这个闪络就是反击闪络。
        3.1.3设计方面的原因
        在对输电线路开展设计实践工作的时候,首先需要考虑到输电线路会面临的地理条件。各地区会发生雷暴天气的概率也会有一些差异。因此,对于输电线路的保护措施也会有一些区别。对于发生雷暴几率比较大的区域,可以采取降低输电线路的保护角的方式来防止发生雷击的情况。通常情况下,位于山坡上的杆塔遭遇雷电袭击的概率会比较大,特别是在那些发生雷电情况比较频繁的区域,因为塔杆的避雷线保护角太大就会让输电线路的耐雷击水平大幅降低。


        3..1.4维护方面的问题
        输电线路在时间的推移下也会发生老化的情况。原有的输电阻也都会比较高。那些遭遇雷击的输电线路的杆塔常常会发生接地电阻值偏高的情况。造成这样的情况有很多原因,比如施工活动不规范、电阻率偏高、以及设计的有关参数不恰当等。还有一些输电线路的接地装置也有一些不足之处和问题。比如接地装置残缺不全或者对于接地装置在比较长的一段时间内都没有开展过检修活动、接地体受到降阻剂的严重腐蚀,以及输电线路在长时间内没有得到清扫,进而造成电阻值的增加。这些原因都会造成输电线路的耐雷击水平持续下降。所以可以得出结论:雷击跳闸跟接地装置有很大的关系。
        4.输电线路防雷安全防护措施
        4.1降低电路杆塔接地电阻
        在整个电力系统中,通过降低接地电阻的方式让输电线路能够有更强的防雷水平。对防雷水平的提升要比简单的对输电线路的绝缘程度进行增强有更好的效果,主要是因为通过增补地网和释放降阻剂这两种方法可以让接地电阻实现有效降低。而在设计输电线路的时候,常常都会根据工作经验或者一些原始数据对其进行分析和评估,或者根据塔所在地段的土壤电阻率的范围进行设计。不过,土壤的电阻值也会跟气候因素以及季节的变化等有关系。所以有时候也会发生实际测量的接地电阻值会比设计的电阻值更大,甚至会有大很多的情况,进而让输电线路的防雷要求没办法得到更好的满足。因此在实践工作中,应当定期对接地电阻值以及输电线路范围内的土壤电阻值开展测量活动。当然,也需要对新建的输电线路范围内的接地电阻值和土壤电阻率进行测量。
        4.2减少输电线路绕击概率
        该项安全防护措施主要用于对输电线路周围物体的屏蔽效果的改善,进而让输电线路遭遇雷击的概率更小。比如通过对负角保护针的应用,对保护角的降低等方式。对保护角减少也会受到杆塔结构的电力造价的制约。在一些地形比较开阔、地势比较平缓的区域,在避雷线的保护角度比较大的时候可以采用这样的方式。不过应当确保杆塔配备有合格的接地装置。在设计输电线路的时候满足了绕击耐雷水平的时候,一般不会采用负角保护的方式或者减少保护角的方式。杆塔塔顶的避雷针应当满足传统的防雷理论,不过在安装避雷针以后,杆塔会面临的雷击概率将会更大,进而让反击的可能性有一定幅度的增加。在应用这一方式的时候,还应当确保杆塔接地电阻在10欧姆以内。
        4.3增加输电线路避雷器
        避雷器对于输电线路有一定的保护作用。对于输电线路来说,避雷器能够起到一定的防护作用。虽然不可以对雷电事故的发生进行完全的防范,不过也能够大幅降低雷电带来的危害程度。尤其是在雷电发生概率比较大的区域,能够很好的减少接地电阻。同时也可以通过对避雷器的安装方式,实现对雷击情况的防护。避雷器是非线性电阻,工作人员可以把绝缘体和避雷器共同安装到电线杆上,可以有效防止绝缘体发生闪络的情况。除此之外,如果雷击情况,避雷器可以对绝缘体起到保护作用,进而达到保护输电线路的目的。当然,避雷器需要花费的成本支出也比较高。所以在安装避雷器的时候,有关工作人员应当综合考量避雷器的成本支出、地形条件以及防雷效果。
        4.4提高输电线路的耐雷击水平
        输电线路的绝缘性能会对线路面临的雷击情况有直接的影响。所以应当在日常工作中,加强对输电线路绝缘体的检查,确保绝缘体有更好的性能,也可以有效的避免因为绝缘体发生异常情况而造成输电线路面临雷击的事故。倘若在输电线路中安装了绝缘体,也应当适时对其开展检查工作。当绝缘体发生损坏情况的时候,应当立即将其更换。除此之外,电力工作人员在对输电线路开展检查活动的时候,也应当关注绝缘体的损坏率,保证输电线路能够正常运转。
        5.结束语
        综上所述,在我国社会不断发展和进步的推动下,人们对电力资源的需求越来越多。而电力系统的运行又会对整个经济社会的发展有着比较重要的作用。因此,做好输电线路的防雷工作能够确保输电线路处于正常运转状态,进而推动我国社会发展。
        参考文献:
        [1]袁存景,邵立忠,袁野,宋翠梅.论输电线路防雷保护及新方式[J]. 电器工业,2020(09):46-48.
        [2]史昱龙.输电线路及变电站防雷保护措施探讨[J]. 化学工程与装备,2019(12):231+239.
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