郑少雷
国网河北省电力有限公司曲阳县供电分公司,河北 保定 073100
摘要:雷电是自然界中一种非常常见的自然现象,具有巨大的破坏力。根据相关调查,即使闪电只有0.01秒的放电时间,其电流瞬间可达到100000安培。如果它击中动物,它会使动物的心脏和大脑瘫痪,甚至导致死亡;它撞击建筑物,会破坏原有的心脏,甚至产生强烈的热电效应和磁场效应,并直接造成不可弥补的巨大损失。可以推断,如果雷击输电线路,必然会破坏输电线路,甚至影响调度的正常运行。直接打击地雷主要有两种类型,即反打击地雷和间接打击地雷。前者多见于丘陵和平原地区,后者多见于山区。其次,在电力企业输电线路的设计和铺设之前,需要相关人员了解区域环境状况,采用科学合理的雷电防护技术。
关键词:输电线路;防雷技术;设计
1 雷电的危害
雷击点和闪电的破坏力因地而异,表现形式也各不相同,但许多电力系统的危害是一样的,特别是在春季和夏季,电力系统更容易受到雷击,其主要危害是:雷电带来的大量电流,这些强电流会负载在电线及相关的传输设备上,会产生燃烧、爆炸等危害而造成破坏,再加上大量强电流产生的功率,对电力设备尤其致命。由于强雷电流下电力的影响,许多电力设备无法通过电力自动系统进行维修,难以更换新设备甚至新线路。给我们带来了很多经济损失,同时也留下了很多安全风险,严重影响了人们的日常生活和企业的生产经营;当过电压远远超过额定电压时,电力设备和绝缘水平难以承受,此时继电器会出现保护跳闸,切断运行电路,严重威胁人们的生产、生活、财产和安全。
2 输电线路引起雷电的原因
2.1 地理环境
雷击通常更容易发生在山区。这是因为山区的地形比较复杂,所以气流活动的频率比较高。山区有大面积的森林,降水量大。因此,在输电线路设计过程中,容易受到当地气候的影响,特别是在一些山谷和沿海地区,必须充分考虑地理因素的不利影响。
2.2 线路杆塔高度
雷电主要是让大地感应电荷和负荷在雷雨中,容易产生过电压现象,其主要目的是把铁塔作为过电压放电的重要通道。在这种情况下,线路很容易被击穿,所以在设计的过程中,有必要适当调整塔体的电流和电磁感应,从而使其更加方便,反击电压和电路也受到很大的制约。二是导线闪变的程度与导线间距有很大的相关性。最后一点,如果相邻塔存在分流现象,将会阻碍整个系统的分流效应。
2.3 土壤电阻率
通常接地电阻与塔的关系非常密切。如果是在一些高山或岩石构造地区,由于地形和地形比较复杂,在我们的工作中应该重点关注岩土分层的步骤。在这个过程中我们会遇到雷击,另外,雷击的位置是塔顶,我们应该注意它的反射可能会发生,所以在这个过程中会发生很大的破坏。
3 线路防雷技术在输电线路设计中的应用
3.1 输电线路路径选择
地理环境、气候等因素在很大程度上影响着输电线路的安全。因此,在选择输电线路的路线时,必须避开山区坡地或深谷的路线。这些地区是雷暴多发地区。如果输电线路建在这些地方,被雷击的概率将非常大。另外,在选择输电线线路的路线时,应合理避开地下水位较高的位置,且富含导电矿物的地方不利于输电线的建设。这些地方的电阻率很低。
我们在施工过程中会遇到这些地理环境,我们可以选择其他路线,以避免今后长时间的雷击破坏。
3.2 优化接地装置
以110kV线路为例,接地装置的改进和优化应是运行维护的重点。由于接地装置的改进,减少了线路的跳闸次数,降低了故障发生的概率。根据相关实例,优化接地装置后,输电线路的跳闸率可降低30%以上;如果过去接地装置设置不合理,经过改进后,跳闸率甚至可以降低50%。具体实施,改进接地装置的关键是降低电阻。一般的方法有填充低阻物体、安装导电模块等,根据实际情况选择。在电阻率相对较高的情况下,可以采用铺设接地电极的方法来降低电阻,解决接地不良的问题。需要注意的是,不同线条的布局要求是不一样的,在实现中要注意区分。如遇水泥塔线,接地极应在3m~5M之间敷设;如遇铁塔线路,接地极应敷设在5m~8m之间。接地电极的长度为1.5米,间距为4-6米。除了接地电极的布置,还可以通过增加耦合系数来改善接地装置。这种方法通常通过增加架空地线或耦合地线来实现。
3.3 自动重合闸的正确安装
对于高空输电线路,自动重合闸的作用是显而易见的。结合实际情况,自动重合闸装置的主要类型有:停机装置、集成装置、三相装置和单相装置。自动重合闸的工作流程是:当输电线路发生故障时,断路器在继电保护的作用下跳闸,然后立即重新接断点,保证输电线路的连续运行,对电力系统的安全稳定起着至关重要的作用。基于自动重合闸的优点,其实用性是非常可观的。要求操作人员正确使用自动重合闸,大力开发设备的潜在作用。随着电力故障概率的不断提高,研究人员需要提高整体工作效率,特别是在现阶段。此外,自动重合闸的性能价格比非常可观,有利于输电线路的防雷。
3.4 加装避雷设施
如果塔高,不仅会缩小自身与雷雨线和雷雨云的距离,还会使雷雨云与雷雨线平行或靠近塔。在这种情况下,塔本身将处于更复杂的电磁环境中,因此雷电屏蔽过电压的概率将会增加。在实际应用中,安装侧向避雷针可以解决上述问题。对于110kV线路,横向避雷针通常安装在塔横阻的两侧,长度一般为3M左右,中间应固定在1.2m处。如果水平设备需要配备避雷针,其长度应在1.8m左右。电气连接需将螺孔与塔交叉臂连接,可将雷电流引至地面。结合安装效果,侧向避雷针可以起到提高屏蔽失效水平的作用,对保证线路安全起到非常积极的作用。然而,它也有一个明显的局限性:高闪电率。这种限制,相对有效的措施是增加绝缘子的数量。此外,氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。能有效降低跳闸率和屏蔽故障率,对保证线路安全起到非常重要的积极作用。
3.5 调整保护角
目前,除了上述措施外,调整保护角度也是一种有效的策略。这种方法具有一定的防雷效果,但也有许多缺点,包括:线路投入运行时保护角度往往难以调整;这种方法需要大量的资金支持,成本高。在具体线路上,应结合实际资金和技术能力,综合分析确定合理的保护角度,确保线路效益。
4 结语
综上所述,电力系统的安全稳定运行对我国国民经济的发展和城镇化建设具有重要意义。输电线路是电力系统的重要组成部分,输电线路的安全与供电直接相关。电力企业在输电线路的设计中,应综合考虑输电线路雷电的影响因素,采取有效的防雷技术和措施,保证输电线路不受雷电的影响,能够正常运行,从而促进电力系统的整体稳定,促进我国电力行业的快速发展,也是发展的重要支撑。
参考文献:
[1]丁博,赵铭.输电线路设计中线路防雷技术的运用研究[J].中国高新区.2018(01)
[2]田海遥.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].科技资讯.2017(14)