高压输配电线路的防雷措施探讨

发表时间:2021/3/11   来源:《科学与技术》2020年30期   作者:陈顺发
[导读] 随着我国电力网络建设规模的不断扩大,输电线路的复杂程度在逐渐提高
        陈顺发
        广东电网有限责任公司惠州博罗供电局  广东惠州   516100
        摘要:随着我国电力网络建设规模的不断扩大,输电线路的复杂程度在逐渐提高,其在运行过程中很容易出现故障问题,尤其是雷击问题,电力企业需要加强对高压输电线路雷击问题的研究,制订综合防雷措施,降低输电线路出现故障的概率。
        关键词:高压输配电线路;防雷措施;
        引言
        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输电线路雷电防护的重要性
        通过对电力系统的故障检测结果发现,雷击给架空输电线路带来的供电故障不在少数,尤其是在那些雷电频繁发生的地区,只要发生电力系统故障,基本上都是由雷击造成的,人民日常生活也深受其害。另外,在山区地段,由于地理位置的原因,传输线会在大山上起伏架设,因此传输线会出现很大的垂直高度差,这就给冷热空气提供了很好的交替场所,空气对流现象频繁,传输线容易受到闪电的侵袭。因此,在线路的初步设计中,有必要考虑防雷结构的设计并阐明其合理性和重要性。
2雷电对配电网线路的影响
        2.1直击雷的影响
        直击雷指的是,在没有采取相应的防雷措施或防雷措施不到位的情况下,雷电会直接对高压输电线路产生电击,雷击会对高压输电线路产生较大的危害。例如,雷电直接击中杆塔后,会引起很高的过电压,称之为雷电过电压,这种过电压沿导线最终侵入变电站设备内部,使整条输电线路无法正常运行,影响局部地区电网的正常运行。
        2.2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。
3我国高压输电线路防雷工作中的问题
        3.1选用的绝缘子不合理
        我国电力企业在高压输电线路防雷工作中,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。
        3.2地线的问题
        (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。(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电线路或没有地线的输电线路,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高压输配电线路的防雷措施
        3.1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。
        3.2避雷针防护
        在进行雷电防护过程中,发现有些电力杆塔的位置很高,因此闪电发生的位置会与高压塔线之间的距离非常接近,甚至是直接与塔线平行,在这种情况下,塔所在的电磁环境极其复杂,如此近距离的接触也大大增加了因雷击而跳闸的概率。为了更好地应对这种状况,考虑在塔架上安装侧向避雷针。具体的方法与途径是在110kV架空传输线的两极安装侧向的避雷针,同时在避雷针上增设绝缘体,目的是在引入雷电的同时提高绝缘效果,希望通过这个侧向避雷针来减少雷击现象的发生.
        3.3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。
        3.4加强对高压输电线路的有效监控
        电力企业需要加强对高压输电线路的有效监控:(1)加强对高压输电线路的负重检测,主要包含对恶劣天气下的输电线路的检测,避免出现由于高压输电线路负载过重而导致的故障现象;(2)加强对高压输电线路的弧摆以及风摆的监控,降低风力和风向对输电线路的影响;(3)加强对绝缘子泄漏电流的监控,检查绝缘子的性能,保证其充分发挥作用;(4)加强对雷击的导线位置的监测,避免出现后续的重复排查工作,提高防雷工作的效率;(5)加强对高压输电线路塔杆线路的监测,避免出现人为破坏.
结束语
        总而言之,高压输电线路是电力系统的重要组成部分,其运行稳定性和安全性直接影响着整个电网的运行稳定性。电力企业需要加强对高压输电线路防雷工作的重视,研究综合防雷措施,提高电网运行的可靠性。
参考文献
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