输电线路及变电站防雷保护措施浅析张萍--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

输电线路及变电站防雷保护措施浅析张萍

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张萍

[导读] 摘要：近些年来，我国的经济发展越来越迅速，城市化进程不断加快，对电力资源的使用需求也随之增加。

        河南崤函电力供应有限责任公司河南省三门峡义马市 472300
        摘要：近些年来，我国的经济发展越来越迅速，城市化进程不断加快，对电力资源的使用需求也随之增加。变电站的应用越来越广泛。为了满足日益增长的用电用户需求，变电站的使用环境更加复杂多样，这就导致在实际应用中出现很多问题，无法保证供电系统的平稳正常运行。
        关键词：输电线路；变电站；防雷；保护措施
        引言
        我们了解到，雷电是自然界常见的集声、光、电为一体的现象，往往伴有闪电和雷鸣而出现，对人类的活动有重大影响，能够产生有机物质孕育农作物，还可以补充大气中电离层的电荷，防止太阳和宇宙中的射线进入地球表面，但是雷电也是导致输配电线路故障的重要因素。当输配电线路被雷电击中时，会产生泄入大地的雷电流，引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应，从而影响输配电线路的正常运行。雷电作为一种特殊电脉冲波，产生时会伴随着强大的脉冲磁场，其中直击雷和感应雷这两种雷电形式对输配电线路的危害尤为严重。直击雷能够在很短的时间内放出大量的电荷，会对设施和设备造成直接破坏，破坏能力十分巨大，中国每年造成直接财产损失超10亿美元。而感应雷分为电磁感应雷和静电感应雷，雷电放电时，雷电流在附近空间中剧烈变化而产生强磁场可以引起电磁感应雷，若不能及时引入地下，极可能发生安全事故；架空线路的导线被积云所感应上大量电荷生成静电感应雷，使电压倍增，影响输配电线路。
        1输配电线路防雷的重要性
        输配电线路是我国电力系统中非常重要的环节，随着人们的用电量增加，如今电网的规模不断扩大，保障输配电线路正常运行越来越重要。而输配电线路又具有一定规模性、复杂多变性和危险性，因此许多因素都会造成输电系统的故障，而雷击造成的故障就是其一，雷击的巨大破坏力给国家带来严重损失。大量数据表明，中国由于输配电线路遭受雷击的财产损失高达百亿元，并且在后期检修时，有可能对检修人员造成生命危险，所以做好输配电线路防雷工作是十分重要的，虽然人类不可以左右雷电现象，但是可以减少雷击现象对我们线路的破坏率。当线路受到雷击后，有可能出现绝缘子闪络，使线路出现短路情况或者电源开关跳闸，导致线路烧伤、烧断甚至是绝缘子炸裂的情况。因此在研究输电线路安全性和可靠性时，将雷电因素考虑进去，是一项十分紧迫的任务。特别是当部分施工人员在防雷保护的设计上选择了错误的参数，导致部分线路防雷水平不过关，造成了比较严重的经济损失，同时也降低了供电的可靠性。
        2输电线路及变电站防雷保护措施
        2.1避雷线的应用
        避雷线的应用主要涉及到以下两个方面：a）对于变电站进线端，采用合理架设避雷线的方式，通过避雷线将雷电波引入地下，从而大幅提升变电站中各条线路的耐雷水准。此外，避雷线的铺设还可有效规避雷电波入侵，并在出现雷电波入侵时有效降低侵入波强度，最大程度保护变电站设备。b）在布设避雷线接地终端时，要进行有针对性的均压布置，也就是从避雷线接地点中心区域向外引出3条长度为3000m的水平接地极，3个接地极等角度分布。所有接地极使用镀锌钢制成，以便充分分散电流。同时，在接地极半径1200～1500mm处布设闭合均压环，均压环由直径16mm的圆钢制成。接着在避雷线和均压环的相交点埋设垂直接地极，并使用镀锌扁钢将水平接地极与主接地网连通。
        2.2避雷器
        目前，在变电站中使用最多的避雷器均由ZnO电阻制成，这种避雷器不仅具备良好的通流性能，而且伏安特性优良。当变电站系统电压稳定正常时，避雷器可被当作无限大电阻，能够有效保护变电站设备。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

但当系统电压超过避雷器设计阈值后，其电阻便会瞬间减小，允许电流有效通过，实现对变压装置、线路等的有效保护。此外，由于安装时避雷器往往与绝缘子并联且与接地端相连，这种情况下，当母线因雷击而产生过压现象时，避雷装置会自行导通并将雷击电流导入大地。此外，由于此类避雷器泄流时间往往小于100ms，其可对雷击进行连续承载。
        2.3新防雷方式无源电晕场驱雷器应用
        无源电晕场无源驱雷器是利用金属多短针形成的“似尖端效应”，使电晕场驱雷器周围的环境电场远高于被保护目标物，但低于传统避雷针，从而使被保护物体处于相对安全的状态。这种驱雷器的结构是有许多放电极短针尖端组成的球面，下面是一个支撑座，当雷暴云来时雷云电场达到空气击穿阈值时，驱雷器电晕舱及尖端产生高达30mc/s电晕离子，在驱雷器及其被保护物体上方形成电晕离子层。覆盖在被保护目标上的电晕离子层抑制上行正先导的始发，从而大大减少接闪的可能性，更大程度地保护目标物不被雷击。同时电晕离子层离子在雷云电场作用下不断向上扩散，与雷云电荷相互作用，使云-地极板等效为漏电坏电容，有效抑制雷云充电至放电击穿水平，削弱了雷云下行先导的发展速度及强度，阻碍雷云放电通道建立。我们都知道雷暴的形成到泄放消失大约30min到60min的时间，半个小时后雷暴云就随着大风消散远去，实现“非引雷入地”防雷。这种防雷方式是近两年的新产品，拥有了国家发明专利及相应的实验室的认可。最重要的是在国网输电线路上已经得到应用，而且在关键线路起到了相当好的效果，经常跳闸的线路不跳闸了或减少了很多。无源电晕场驱雷装置区别于260多年来沿用的以避雷针为代表的“引雷入地”防雷方式，采取国际领先的雷电防护理论，运用屏蔽保护的原理，通过在雷云电场作用下可释放电晕离子，电晕离子覆盖在被保护物体形成屏蔽保护，可抑制上行先导的始发，削弱下行电导的发展速度，阻碍雷电通道建立，从而实现“非引雷入地”式防雷，是一种新型防雷装置。
        2.4防雷接地
        电力角钢塔建设期间，需要按照我国相关部门给出的防雷接地工程设计标准，并在此标准下进行试验，这是通信基站地网接地工作期间，需要重点对待的内容，同时应该根据工程设计规范准则，确保地网接地电阻在10Ω以下。另外，还需要在建设之前，进行实地勘测，掌握移动通信基站建设工作内容，并根据通信基站工作需要改良地网。移动通信天线设计需要考虑众多内容，在保证成本不超预算的同时，还需要了解天线设置的内在要求，将天线安置在避雷针45°角保护区域内，同时应该逐步完善其他设施。与此同时，如果天线位置安排不合理，没有将其放置于避雷线保护区域内，很可能会使基站在工作期间受到外界因素的影响，导致信号传输工作中断，同时还会存在元期间损毁的风险。为此，需要根据以往存在的问题，逐步完善接地方案，同时应该专门设置避雷接地引线，保证构件在不变形的情况下，保证防雷接地工作可以满足建设改网需要。
        结语
        总之，电力作为人们日常生活不可或缺的部分，是日常生活的主要能源，为人们能够生活在如此明亮的世界里提供动力。人们对供电系统的期望越来越大，要求越来越严格，这也让我国的供电公司产生了巨大压力。供电公司需要不断思考如何满足大部分用电用户的不同需求。值得注意的是，相关工作人员在变电站的电气设计过程中，对变电站的防雷保护尤其重要，要尽可能提高变电站的防雷保护功能，最大限度地减少雷电天气对变电站的带来的伤害。
        参考文献：
        ［1］官俣．多雷区输电线路及变电站防雷保护［J］．科技风，2020（16）：186．
        ［2］李笑怡．防雷技术在输电线路设计的应用［J］．集成电路应用，2020，37（1）：7071．
        ［3］梁伟．10kV配电线路运行防雷措施的研究［J］．通信电源技术，2020，37（3）：248249．