高压输配电线路的防雷措施探讨 刘文慧

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:刘文慧 朱致远
[导读] 摘要:根据作用方式的不同,雷电可以分为感应雷和直击雷。
        (国网山东省电力公司高青县供电公司  山东淄博  256300)
        摘要:根据作用方式的不同,雷电可以分为感应雷和直击雷。对于感应雷的防范已经较为成熟,直击雷是目前防雷技术的主要研究对象。为了能够有效地降低雷击造成的输配电线跳闸率,减少雷击造成的停电现象,必须对输配电线及杆塔进行防雷改造。防雷改造需要选择合适的防雷技术,并且要制定合理的防雷方案。
        关键词:高压;输配电线路;防雷;措施
        引言
        最近几年,雷击引起的高压线路跳闸的次数越来越多,这不仅导致供电设备不能正常运行,还危害到了供电的可靠性。高压输配电线路的雷击跳闸一直是困扰安全输电的一个难题,为减少高压线路的雷击跳闸故障,相关工作人员也必须采取相关措施,从而保证供电线路的正常运行。
        1雷电对电力输电线路的危害
        雷电具有不确定性和强烈性,具有极大的破坏能力,能够在瞬间产生巨大的磁场效应。因此,雷电如果击中电力输电线路,就会导致输电线路的绝缘体失效,造成电压危害引发跳闸,这就会造成电力事故,威胁人们的生命财产安全。
        2我国高压输配电线路防雷工作中的问题
        2.1选用的绝缘子不合理
        我国电力企业在高压输配电线路防雷工作中,存在的主要问题是绝缘子的不合理选用。较为常见的是绝缘子结构高度不能满足正常运行时雷电过电压间隙,这类问题主要发生在建设时间较早的老旧输配电线路中,由于老旧线路耐雷水平低,这类线路在平时运行时无故障,一旦发生雷击,线路将立刻发生停电事故,尤其在雷电高发区,这类事故发生更加频繁,存在较多的安全隐患,威胁着人们的生命财产安全。
        2.2接地装置的腐蚀问题
        为了提高输配电线路的安全性,我国电力企业通常会设置接地装置,但是,接地装置在实际使用过程中极易出现腐蚀问题。例如,地网的腐蚀问题以及地网降阻时造成的接地装置腐蚀问题。具体解释为:在高压输配电区域范围内,一旦采用的接地装置的降阻剂达到一定的比例,随着使用时间的推移,接地装置会出现较大规模的腐蚀现象,根据相关调查资料显示,在使用3~5年以后,接地装置甚至会出现由于生锈而导致的断裂现象,且地网腐蚀程度都较为严重。
        2.3地线的问题
        主要原因包括:(1)线路保护角不满足现行规范。地线的架设角度对架空导线的保护作用有较大的影响,如果架设的角度过大,会降低架空地线的防绕性;如果架设的角度偏小,也会影响其作用的发挥。按照相关规范的要求,不同输配电线路应满足以下要求:对于单回路,330kV及以下线路的保护角不宜大于15°,500~750kV线路的保护角不大于10°;对于同塔双回及多回路,110kV线路的保护角不宜大于10°,220kV及以上线路的保护角均不宜大于0°;单地线线路不宜大于25°;重覆冰线路的保护角可适当加大。(2)对于雷害频繁发生的地区,可在该区段的线路杆塔上加装线路避雷器,尤其是对于单地线输配电线路或没有地线的输配电线路,可作为局部区域的防雷措施之一。(3)在重污秽地区,随着运行时间的增加,地线本身也易出现腐蚀现象,从而降低其防雷效用。
        3防雷措施探讨
        3.1避雷器防雷
        随着电力用户对用电量需求的增加,电力系统的输配电工程变得非常浩大;与此同时输配电线路搭建过程非常复杂,保证输配电线路安全稳定运行,就必然做到将外界干扰降到最低。

为了使野外搭建的输配电线路避免雷击,采用避雷器防雷,虽然采用避雷器可以非常有效的使高压输配电线路的抗雷击干扰性能提高,但由于大多数高压输配电线路架设环境复杂,避雷器并不是所有环境下都适用,要按照具体环境来决定避雷器的分布,并且避雷器应该科学且有计划的安装,这样才能最大化的利用避雷器进行输配电线路防雷。在合理安装的过程中,一定要考虑两个方面,就是要重视避雷器的安装和重视安装后的检查工作。在安装避雷器之前,一定要对当地的环境和气候充分把握,从而使得避雷器的分布合理,在特别关键的位置安装避雷器以达到全面避雷保护,使得效益最大化,还要结合以往线路被雷击的经验,在遭受雷击严重的区域进行防护;在安装完避雷器以后,应该及时的对安装好的部分进行严格的检查工作,确保其达到了安装标准。
        3.2降低接地电阻防雷
        降低接地电阻是对输配电线路杆塔非常有效的一种防雷方式,能够以非常有效的方式降低杆塔顶部的电位。当雷直击杆塔时,不会因为杆塔塔顶电位太高造成输配电线路的绝缘子被击穿而引起过电压跳闸故障。因此线路的接地电阻的大小间接反映了输配电线路的防雷能力。一般降低接地电阻的方法有三种:采用降阻剂、采用爆破接地技术和增大接地面积,其中降阻剂虽然呈偏碱性能够很好的保护接地体,但是还是会一定程度上腐蚀接地电阻,因此只能适用于短时间使用。想要长期降低接地电阻,现在常使用后两种方法。采用爆破接地技术进行防雷,主要是改良土壤,向爆破后的土壤里加入降电阻率材料,从而降低接地土壤的电阻率达到降低接地电阻的效果,提高防雷能力。而增加接地面积是最常用的降低接地电阻的措施,接地面积越大而接地电阻就越小,但是接地面积越大,所采用的接地材料也越多,因此耗财也更多,但是这种措施能够满足长期使用,后期维护也更容易。
        3.3减少避雷线保护角防雷
        减少避雷线保护角是一种“堵塞型”防雷技术,保护角就是避雷线和外侧导线间的垂直夹角,在一定程度上减少保护角能够提高绝缘等级和耐雷水平,对雷电进行封堵作用,可以有效避免线路断线的发生。保护角应该在线路架设完成之前就要做好预算,因为在线路运行时不能改变保护角,一般在高压输配电线路杆塔高于40m时尽量将保护角设计在5°以下,深山遭受雷电的几率更大,因此深山的线路保护角应该比平原的保护角更小。具体操作时,可以将三相导线按照三角形接法排列,以提高避雷线顶端高度从而有效减小避雷线保护角,避雷线保护角的减小能够显著降低雷击事件,使得输配电线路更加安全。
        3.4采用绝缘避雷线防雷
        安装避雷线是防雷措施中对抗雷击的直接有效的一种措施,因为避雷线一般直接接地,能够有效保护输配电线路不被雷直击中,除此之外还能够有效降低雷击产生的过电压,就算是被雷直击中也不用担心雷击产生的过电压会造成跳闸故障。避雷线与输配电线路还具有耦合作用,因此还能够增大耦合系数确保输配电线路的耦合作用,达到防雷效果。除常见的避雷线防雷措施,还有种避雷线通过绝缘子串再与输配电线路相连接,达到避雷线绝缘,从而更加有效的保障了输配电线路的正常运行。一般情况下,普通避雷线到三相导线的距离是不一样的,因此产生的互感也就不一样,若避雷线直接接地,互感产生的电流就会直接进入大地造成电能损耗;若将避雷线通过绝缘子串与大地保持一种相对的绝缘状态,此时就不会产生感应电流,也就不会产生能耗或能耗较小。
        结束语
        雷电防御对于输配电线安全输配电至关重要,各种防雷技术能够有效地提高输配电线路的耐雷水平。该文采用差异化防雷改造策略,对线路进行防雷改造,合理利用各种防雷技术,兼顾了降低施工成本和改造防雷设施的双重目标,有效地降低了输配电线的雷击跳闸率。
        参考文献
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