高压输电线路防雷措施分析及改进方法

发表时间:2020/12/10   来源:《中国电业》2020年22期   作者:张志国
[导读] 随着时代的发展,电力的应用已经普及到了生活的方方面面,目前对于高压输电线路雷击问题防
        张志国
        国网蒙东检修公司鄂尔多斯市输电工区 内蒙古自治区 呼和浩特市 010020
        摘要:随着时代的发展,电力的应用已经普及到了生活的方方面面,目前对于高压输电线路雷击问题防控的主要技术就是差异化防雷技术,该种技术的有效应用不仅可以极大地提升雷击问题防控质量,同时还可以极大地提升雷击问题防控时效性以及精准性,进而提升电力企业服务质量。
        关键词:高压输电线路;防雷措施;改进方法
        引言
        在我国经济实力逐渐壮大,科学技术不断创新的今天,我国综合国力的不断提升,人们的用电需求也随之大幅度增加,因此做好高压输电线路的防雷与接地设计是至关重要的。但是在实际情况中,高压输电线路往往会因为环境因素的影响,容易受到雷电等自然灾害的影响,进而造成线路的跳闸,影响电能输送,甚至对电网的安全运行造成影响。所以说,要保障我国经济社会的长久可持续发展,一定要做好架空输电线路的防雷与接地设计。
        1高压输电线路雷击特点分析
        由于高压输电线路电压等级的不断提升,受雷害的影响越来越大,其中,110 kV输电线路雷击跳闸,通常以反击为主,反击雷跳闸概率能够达到60.0%左右,超高压输电线路雷击跳闸一般以绕击为主。因为高压输电线路的绝缘水平比较低,如果雷击中杆塔顶部或者避雷线,输电线路的绝缘子特别容易出现闪络现象。此外,高压输电线路在运行的过程当中,如果出现雷击跳闸现象,会降低电网系统的可靠性。与普通的输电线路相比较来讲,高压输电线路具有以下特点:(1)杆塔的高度与尺寸均比较大。因为杆塔高度较高,特别容易出现迎面先导现象,再加上尺寸大,暴露的面积过大,引雷半径不断增加。(2)绝缘水平比较越高。高压输电线路绝缘子越不容易引起出现闪络现象。(3)线路运行期间电压较高。输电线路导线四周空气特别容易产生离子波,对下行先导的发展产生较大影响。
        2高压输电线路防雷措施分析及改进方法
        2.1降低杆塔接地电阻
        对杆塔进行防雷措施的改进,可以降低杆塔的接地电阻,使其允许更大的电流流入到大地,降低对线路的损害。在进行改进的时候,需要注意几个问题,确保防雷措施的严谨性和可靠性。第一,在降低杆塔接地电阻之前,需要对其周围的环境气候等进行考察和分析,确定环境、气候对线路的影响特点,才能有方向的进行改进。第二,需要在降低杆塔接地电阻之前对接地装置的接触效果进行测试,确保接触方面的效果良好,才能促进接地装置效果的提升。第三,需要加强接地装置的施工质量,并进行监督和管理,确保工程的质量问题,使最终投入运行的接地装置是符合设计方案的。
        2.2合理安装避雷装置
        通过合理安装避雷装置,可以明显提升高压输电线路的防雷性能,电压配置等级高,对避雷装置的防雷性能要求越高。避雷装置的有效安装,是一项最为基础及较为有效避雷防护措施。例如,通过安装避雷器,能够释放雷电或释放电力系统操作过电压,保护线路免受瞬间过电压危害;安装避雷针,能够避免雷电直接击中高压输电线路。安装避雷装置能提高电力系统的完整性。此外,还可以将雷电进行引流处理,运维人员可以安装引弧间隙,将雷电分散,能够将电流分散为细小分支,保证高压输电线路的完整性,保护周围居民的生命财产安全。在山脚下的杆塔位置,因为无法安装避雷线,其四周的土壤电阻率比较高,容易遭受雷击危害,所以,运维人员需要在杆塔顶部,合理安装长针金属消雷器,或者35 kV氧化锌避雷针,不断提升高压输电线路的避雷与防雷水平。


        2.3应用不平衡绝缘防雷方式
        最近几年,我国电力企业在政府部门的大力倡导下,双回路架设输电线路的方式应用频率正在逐年提升。该种电线架设方式不仅可以极大地降低线路的占地面积,同时,还可以降低输电线路建设成本,但是在该种架设方式下,相关技术人员需要应对雷击导致大范围停电的问题。在这种情况下,差异化防雷技术的应用就显得尤为必要,而不平衡绝缘防雷方式属于差异化防雷技术的一种。该种技术主要指的就是在2个线路回路之间设置数量不等的绝缘子,当线路出现雷击问题之后,存在绝缘子数量相对较少的线路就会最先出现闪络现象,当闪络现象出现之后,可以有效提升另外一个回路电线的耦合性,进而提升输电线路的抗雷击能力。值得注意的是,相关的管理人员在实际应用该种方法的过程中必须要不断地强化对于各个线路的安全维护频率,制定出具有较强针对性的定期维护方案,并依照方案严密的审查各个输电线路段的磨损程度情况以及绝缘层绝缘子数量流失信息,一旦发现问题要及时进行处理,避免问题扩大化,同时还要严格的依照线路原件的使用年限规定对其进行更换处理,以此来降低雷击问题出现对输电线路造成的不利影响程度。
        2.4并联间隙
输电线路并联间隙技术是利用在绝缘子串两端并联一对金属电极构成间隙,使雷击线路时闪络发生在该间隙处,从而保护绝缘子串免受电弧灼烧的一种输电线路防雷技术。并联间隙及其电极合称并联间隙装置,又称招弧角或引弧用。根据绝缘子种类不同,并联间隙装置分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置和复合绝缘子用并联间隙装置。输电线路并联间隙技术原理简单、安装方便、经济性能优良,是对现有防雷保护技术的有力补充。相对于降低杆塔接地电阻、减小避雷线保护角、架设稱合地线、安装线路型避雷器等“堵塞型”防雷技术来说,输电线路并联间隙技术属于“疏导型”防雷技术,即对于线路无法耐受的雷击,使闪络在预定的并联间隙处发生,并疏导工频电弧,有效保护绝缘子。
        2.5改进高压输电线路的接地设计
        首先,需要做好杆塔的接地设计。在高压输电线路的初步设计阶段,要做好线路沿线的实地考察,避开雷击频发路段,确定合理路线。在此基础上对线路杆位的土壤电阻率进行测量,合理设置杆塔接地装置,确定出最符合当地环境实情的接地形式。其次,降低接地电阻。对于在土壤电阻比较低的地方架设输电线路,需要充分利用拉线及杆塔基础等进行自然接地,尽可能降低接地电阻。而对于土壤电阻率比较大的地方,可以采取外引接地方式、放射型接地方式、复合接地方式、连续伸长接地方式、物理接地方式以及换土方式等有效手段,降低杆塔的接地电阻。另外,加长接地极也是一种有效降低接地电阻的方式。最后,还可以使用降阻剂。随着电阻技术的不断进步,具有超高导电性的降阻剂得到逐步更新升级,在架空输电线路的接地设计中科学合理地使用降阻剂,能够通过有效降低接地电阻来实现输电线路防雷对于接地电阻的要求。降阻剂能够快速渗入到地面土壤中,大幅增加分散电流的范围,适合在土壤电阻率比较大的地方使用。
        2.6加大对雷电的监测力度
        就高压输电线路而言,可以采用雷电定位系统对雷电进行监测。如果输电线路遭受雷击而跳闸,雷电定位系统就能够对遭受雷击的杆塔进行精准地定位,为巡视检修人员及时发现故障点提供切实帮助。这样一来,就能够大幅地缩减巡线人员的故障排查时间,从而及时地恢复正常供电,不断提升供电的可靠性,满足人们的日常生活需要。此外,还能够通过调取雷电定位的数据来分析并掌握雷电活动的规律与特性,以便于预先落实好防雷工作。
        结语
        为保证电能质量,提高供电可靠性,电力企业必须掌握更加先进和完善的技术,综合应用上述防雷技术,做好电力系统绝缘配合。尤其是在社会经济高速发展的今天,电力企业责任大使命光荣,必须针对直接与各行各业直接相关的配电网提高技术含量,提升电能质量,以保障电力能源的高效、安全、可靠地供应。
        参考文献
        [1]荣晨.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科学技术创新,2018(12).
        [2]周玉龙,雷海洋.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].山东工业技术,2018(07).
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