吕东阁
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摘要：本文就雷电天气配电线路的防雷能力进行探讨,并提出相应的防雷措施,希望能够为我国的电力行业提供可行性建议。
关键词：配电线路;?雷电天气;?防雷能力;
雷电天气通常都是伴随雨季而来,而雷击对配电线路的影响也最大,在配电线路的日常运行中,通常会遭受雷击导致跳闸。如何加强配电线路抗雷能力,就成了当下电力行业发展重点关注的课题。雷击天气具备较高的不确定性,在雷击到来之前进行防护并不现实,因此,加强配电线路的抗雷能力就成了当下电力企业的主要任务。由于雷击电压较大,速度较快,所以会对线路造成较为严重的影响,当前配电线路的事故中,雷击导致的跳闸问题占所有事故的三分之一,也就是说,提升配电线路的防雷能力是当务之急。
1 雷击线路跳闸原因
目前,我国的配电线路的抗灾害能力正在逐年增强,配电线路的抗雷能力也得到了长足的发展。但是,配电线路的抗雷能力仍然有较大的进步空间,雷击不同于其他灾害,在雷击发生时,往往会对配电线路造成极大影响,导致配电线路跳闸等问题,目前,经过电力企业的实践研究发现,配电线路遭受雷击后,导致跳闸的主要因素可以分为四个,首先是配电线路绝缘子的绝缘能力,其次是配电线路是否配置架空地线,接着是电机产生的电压和电流强度,最后就是杆塔本身的接地电阻,加强这四个方面的工作,可以有效的减少因雷击事故造成的跳闸。雷击后配电线路跳闸的主要原因主要分为两种,雷电绕击线路以及雷电反击线路。
1.1 雷电绕击线路
雷电绕机线路事故的发生,主要和避雷线边导线的保护胶以及杆塔的高度相关。在部分地势较高的山区中,往往会因为杆塔之间的距离较大,杆塔与杆塔之间的高低落差大等原因,更容易发生雷电绕击事故。不仅如此,在一些平原地区,雨季时间较长,或者雷电天气发生概率较高的地区,雷击事故的发生概率也较高。因此,想要加强配电线路的抗雷能力,就必须要考虑到杆塔所在地区的地质、生态以及气候问题,单单从配电线路的设备进行改造,并不能完全满足配电线路的抗电需求。
1.2 雷电反击线路
在雷电天气下,雷电电流直接击中线路,电流通过整个配电线路,直至接地体,在这个过程中,会直接导致杆塔的电位急剧提升,无法维系导线电压的平衡,导致导线感应器接收到的电压超过配电线路的最高电压承受能力,发生绝缘闪络问题,该种闪络就属于反击闪络,也就是雷电反击线路。
2 高压送电线路防雷措施
2.1 加强高压送电线路的绝缘水平
配电线路的设备问题是直接决定配电线路抗电能力的重要因素,配电线路的外表皮能够承受的电压将直接决定配电线路能够承受的电压,因此,就需要加强配电线路外表皮的绝缘性。雷电事故具备较高的不可预测性,因此,想要提前预测雷电事故并进行预防并不可行,因此就必须要确保配电线路在日常运行过程中的抗雷击能力。如果配电线路的外表皮缺乏良好的绝缘性,在雷击事故发生时,就会因为雷电具备的电磁以及电压对整个配电线路造成影响。因此,就需要在雷击事故频繁发生的地区为配电线路选择绝缘性能较好的外表皮材料。
2.2 降低杆塔的接地电阻
配电线路的抗雷能力取决于节点电阻的大小,接地电阻越小,雷电通过导线的性能就越高,雷电对配电线路造成的影响就越小,防雷性能就越好。因此,在对既有杆塔的接地线进行更迭时,就要根据杆塔所在地区的生态环境以及天气信息尽量低的设置电阻,以此加强接地线的导电能力,减少雷击对配电线路的影响。同时,该种方法也是最为直接的减少雷击事件的方法,且需要的施工成本也最低,线路的磨损也较小。
2.3 增设耦合地线
在雷电活动较为激烈的地区,可以利用增设耦合地线的方法减少雷击事故的发生。由于耦合地线可以有效地增加避雷线与导线之间的耦合系数,让雷击事故发生后,电流能够在杆塔中两侧分流,以此保障配电线路受到雷电的影响最小。
3 安装线路避雷器以及杆塔接地电阻分析
3.1 安装线路避雷器
目前,电力企业主要应用的避雷器主要有两种,一种是无间隙型避雷器,另一种就是间隙型避雷器。无间隙避雷器,顾名思义,就是避雷器与导线之间有直接接触的避雷器,该类避雷器在配电线路的日常运作过程中处于关闭状态,一旦发生发生电击事故时,避雷器就会自动开启,该类避雷器有效避免了避雷器在导线日常运行过程中对避雷器的影响,极大程度的延长了避雷器的使用寿命。并且由于避雷器与导线完全解除的原因,在雷击事故发生时,拥有良好的能量吸收能力,加强抗雷能力。不仅如此,该类避雷器的上下极的放置也处于垂直状态,可以极大程度的提高放电的稳定性,并且将放电范围控制在较小的范围内,可以有效较小雷击事故发生时,因为放电造成的二次破坏。
另一种就是间隙型避雷器了,该类避雷器与无间隙型避雷器最直观的区别就是该类避雷器并未与导线有直接接触,在电击事故发生时,可以仅通过空气中自带的导电性能牵引雷电进入避雷器。不仅如此,该类避雷器也拥有无间隙避雷器的优点,该类避雷器在配电线路日常运作的过程中,不进行动作,并长期处于关闭的状态,关闭状态下的避雷器也不会产生电压,因此该类避雷器的寿命较长。不但如此,由于避雷器与导线之间并未接触,在雷电发生时,不需要承担系统电压。
目前的配电线路,主要使用的是带串联间隙的避雷器,该种避雷器在承受雷击的过程中,不需要承担系统电压,完全忽略了长期使用的老化问题,相较于无间隙避雷器,省去了极大程度的检修成本以及更换成本。不但如此,该种避雷器在发生故障时,由于其不与导线相连,无法直接影响到导线的正常运作,可以保障在任何时间段对该设备进行检修。
3.2 降低杆塔的接地电阻
接地电阻增加的原因主要分为四种,分别是接地体腐蚀、雨水冲刷、施工时化学降阻剂性能不稳定以及外力破坏。
接地体腐蚀主要发生在土质属酸性的土壤中,由于接地体长时间与突然接触,长期的腐蚀极易导致接地体的导电性能降低,有时甚至会发生接地体无法与地面良好连接的情况,导致雷击事故发生时无法将电流导入地下。解决这种问题的最佳方式就是使用扛腐性能好的材料做接地体外表皮,并且通过喷洒肥料等方式改变酸性土壤。
雨水冲刷问题多发生于雨季较多的山区,长时间降雨导致埋土深度较浅的接地体暴露在表面,甚至悬浮在空中。在杆塔下半部分用水泥以及钢筋加固土壤即可。
降阻剂问题,在施工过程中使用化学降阻剂,往往会因为降阻剂的质量问题以及降阻成分流失等问题造成杆塔接地体电阻增加,解决该问题只要适当检查接地体的电阻,并适时进行检修即可。
外力破坏问题,外力破坏主要分为人为破坏和环境破坏,人为破坏就是接地体被盗,该类问题会直接让配电线路丧失抗雷能力,并且增加了配电线路的维护成本。环境破坏则是由于山体滑坡、滚石等原因造成的不可预知的破坏。可以在杆塔附近围上较高的铁丝围墙,以此避免接地体被盗或者破坏。
4 结束语
在配电线路的众多危害中,雷击危害造成的影响最为严重,且无法预防,因此,加强配电线路的抗雷能力就成为了当下电力企业的重要工作。通过对避雷器以及接地体的优化,以便于配电线路抗雷能力的优化,并以此保障我国电力的输送质量。
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