浅谈电力系统输电线路的防雷措施

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:王沛宇
[导读] 随着我国经济水平的不断提高和社会的不断发展,我国各行各业的发展都有了飞速的提高,这就对电力系统的稳定性和安全性有了更高的要求
        王沛宇
        神华甘泉铁路有限责任公司  内蒙古包头市  014000
        摘要:随着我国经济水平的不断提高和社会的不断发展,我国各行各业的发展都有了飞速的提高,这就对电力系统的稳定性和安全性有了更高的要求。电力系统在日常运行中,极易受到雷击的损害而导致输电线路出现故障。输电线路是电力系统中最重要的组成部分,只有做好输电线路的相关防雷工作,才能保证电力系统平稳可靠运行。
        关键词:电力系统;输电线路;防雷措施
        引言:电力系统的安全平稳运行为人们正常生产和生活提供巨大的保障,而输电线路因架设在室外,经常会受到雷击的威胁,做好输电线路的防雷工作能够保证电力系统的正常稳定运行,从而保障人们的生产和生活不受影响。本文分析当前输电线路的防雷现状,并对输电系统的防雷工作提出自己的意见和建议,以期为今后输电线路的防雷提供参考,更好的保障我国电力系统的稳定运行。
一、输电线路防雷现状
(一)杆塔存在隐患
        输电线路的杆塔一般为水泥结构,内部通过钢筋接地。在雷雨天气时,雷电可直接通过杆塔内的钢筋,极易引起杆塔爆裂,若杆塔本身就具有裂缝,这种情况更容易出现。若杆塔损坏,会直接输电线路的正常运行[1]。
(二)保护角超限
        保护角在电压大于220kv时需小于20度才能起到防雷作用。然而部分地区在设计输电线路时,经常忽视这一问题导致保护角超出合理范围,加大了雷击概率。
(三)接地装置腐蚀
        接地装置因安装在地下,极易出现腐蚀情况,且部分接地装置使用了降阻剂或者是导电混凝土,更加剧了腐蚀的情况。
(四)绝缘子选型失误
        我国规定,合成绝缘子在雷电高发区域内不得使用,因其两端有均压环,而均压环之间有一定的间隙,抗雷击水平远低于瓷制绝缘子。然而,合成绝缘子在日常维护和检测上都比较容易,部分地区在安装时也忽略了雷区的问题,导致在选择型号时出现严重的失误,为雷击事故遗留下隐患[2]。
(五)设备老化
        部分地区受经济条件制约,没有及时更新电力系统的相关设备设施,导致很多设备因建设年代久远导致使用超限,再加上后期维护不及时,使得输电线路经常出现闪络情况,极易出现各种事故。
二、提升输电线路防雷能力的相关措施
(一)降低线路杆塔接地电阻
        为提升输电线路的防雷能力,需在杆塔处安装接地装置,将其与地线连接在一起,可使得电流在经过接地电阻时直接泄出,减轻对杆塔的损害;也可适当降低杆塔的接地电阻,使其在雷击时所产生的电压值能够降低,降低跳闸率。通过各种实验得出,在线路为500kv时,降低接地电阻5欧姆,可将跳闸率降低到45%左右,提升线路抗雷击水平20%左右。
        随着电力规模的扩大,电流短路问题也越发突出。尤其是在高电阻率范围,短路问题更加严重。在降低杆塔接地电阻时,需根据当地地质条件确定杆塔高度、杆塔型号和杆塔尺寸以及绝缘子的数量和型号,采取不同的改造接地的技术方法,能极为有效的降低接地电阻,提升线路抗雷击水平。
(二)降低保护角
        线路遭受雷击的概率与当地地质情况,线路杆塔高度和保护角度有极为密切的关系,然而,地质情况通常无法改变,杆塔高度在确定后改变也极为复杂。因此,可通过调整角度来达到预防雷击的效果。保护角可在雷电经过时使其形成一定角度,避免雷电直击导线导致线路崩溃。一般来说,若输电线路在山区,由于受到边坡的影响,保护角应小于-5度;若输电线路位于平原地区,保护角应小于0度。


(三)改善接地系统
        在重视杆塔接地电阻时,对于金属片和电缆等相关设施也应做到接地,合理设置接地线能够极大的提升线路抗雷击能力。在线路中应用到避雷设施,可以将雷电直接引入大地,减轻对线路的危害。若避雷设施出现问题,则会阻滞电阻,出现反作用力,接地线可以很好的解决电阻阻滞情况,起到避雷作用。
        增加线路的抗雷击能力,除降低杆塔接地电阻之外,有时会遇到无法降低的情况,这时,可在导线下方通过架设地线的方式来增加抗雷击能力。架设地线可增加导线与避雷线之间的耦合作用,从而降低绝缘子上的电压。并且耦合地线还能使雷电在经过线路时出现分流,极大的降低了雷雨天气输电线路的跳闸率,尤其是对于山区来说,降低杆塔接地设施不方便的情况下,架设地线,改善接地系统可极大的增加线路的避雷能力[3]。
(四)加强绝缘设施
        在输电线路中,存在许多因表面污秽而失去绝缘能力的绝缘子,绝缘子失去绝缘能力可产生放电现象,导致输电线路以单项形式接地,容易产生跳闸现象。同时,输电线路长期暴露在室外,极易受到天气影响,出现绝缘层的破损和老化,使得绝缘层极易在雷电经过时被击穿,发生接地障碍和短路现象。因此,在加强绝缘设施时,相关部门需在日常工作中安排专人定期清理线路上的脏污,提升绝缘子绝缘能力;定期检查输电线路的接地装置,对不合格电阻加以整改,杜绝绝缘层失效问题;在安装绝缘子时,应选择符合国家标准的产品,杜绝质量差的绝缘子应用到输电线路中;对已安装的绝缘子,需定期进行检测,发现不合格的产品及时进行更换;定期检测线路的运行情况,保证其绝缘能力;在雷电高发区域,在安装绝缘子的同时,还需加强其与线路之间的协调,使该区域形成一个有机绝缘网络,更好提升线路绝缘能力。在选择绝缘子时,需对当地天气情况和线路运行实际要求,选择规格和尺寸均符合要求的产品,来使其绝缘能力得到最大限度的发挥。
(五)安装避雷器和避雷线
        在电力系统的防雷措施中,安装避雷器和避雷线时最常见的措施。在山区和一些地势比较高的地带,因雷电活动十分频繁,所以通常以安装避雷器为主要的防雷措施。避雷器会在电流达到一定数值时自动工作,使得电流从避雷器中直接流入导线,并泄到附近的杆塔上,通过分流雷电电流来降低绝缘子的闪络现象,降低跳闸的概率。在安装避雷器时,需注意在雷电高发区域安装时,在三相和邻近的杆塔上均需安装避雷器;若输电线路绕击较多,只需在边相安装即可,极大的降低了成本。在选择避雷器时,需选择有间隙的产品,可极大的延长使用年限,在选择时还需检测避雷器的憎水性,使其可靠运行。在安装避雷器时,需对周围环境进行严格考察,因避雷器成本较高,安装时需考虑其经济效益和成本,避免不必要的浪费[4]。
        避雷线也是广泛应用在输电线路防雷中的措施,也是通过对电流进行分流来达到避雷效果。安装时,需根据当地雷电活动情况,选择安装避雷线数量,普通电力系统可只安装一条,雷电频繁区域可安装两条避雷线或者多条避雷线,来最大限度发挥其防雷作用。
(六)对设备进行更新维护
        在加强输电线路的防雷措施中,相关部门需加大资金投入力度,对年代久远,已经超过使用年限的设备及时进行更换,来保证其正常运行。对已有的设备,需定期进行检修和维护,降低雷击事故的发生概率。同时应结合当地的实际情况总结雷电发生规律,有针对性的采取相关措施,来提升输电线路的防雷能力,降低雷击事故的发生概率,保证输电系统安全平稳运行。
结语:在我国电力行业的发展中,做好输电线路的防雷工作可以保障整个电力系统安全平稳的运行。现阶段受各方面因素的制约,在我国输电线路的防雷措施中,依旧存在着一定的不足之处。为此,相关部门需加大资金投入力度,积极引入先进防雷技术手段,对现有的线路更要加强运行维护,来降低雷击事故发生的概率,更好的保证输电线路的正常运行。
参考文献:
        [1]战果,孙树辉,钟博,张有业.浅谈电力系统防雷措施[J].农业技术与装备,2019(09):58-59.
        [2]黎远飞.浅谈高压输电线路的防雷措施[J].黑龙江科技信息,2015(05):56.
        [3]杨亦骐,王雅婷.电力系统输电线路的防雷措施探讨[J].科技传播,2014,6(21):82+103.
        [4]吴昊瑾.电力系统防雷工程设计浅谈[J].科技视界,2014(12):82+101.
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