浅谈输电线路防雷设计

发表时间:2021/5/26   来源:《中国电业》2021年2月5期   作者:王江伟
[导读] 输电线路作为我国电力系统的核心组成,
        王江伟
        国网平顺县供电公司,山西长治047400
        摘要:输电线路作为我国电力系统的核心组成,能够将电能输送到各个地区,并将不同地区的变电站与用户纽带有效连接。提升输电线路的总体运行水平,对电力网络的稳定运行影响较大,为了更好地满足“强电强网”需求,本文重点探讨输电线路防雷设计要点和运维措施。
        关键词:输电线路;防雷设计
        1输电线路防雷设计原理
        1.1选择合适路径
        应该在设计过程中,保证其路径的合理。因为对于雷电而言,其出现的次数和输电线路所在位置有很大的关系。那么在设计过程中就应该能够将其线路考虑到其中,尽可能的避开水域上方,或者是一些雷电频发的地方。
        1.2采取正确防雷措施
        应该采取正确的防雷措施。当前,大多都是利用防雷线的方法来进行防雷,在设计过程中,就应该根据实际情况来选择架设防雷线,或者是安装避雷器,达到防雷的效果。在明确其线路路径后,为了能够减少强电流、热效应等等问题,就应该安装避雷器,进而来将保护其线路。
        1.3安装继电保护装置
        想要减少雷击事情的发生,那么就应该积极的采取相应措施,以此来减少雷击对于配电装置的影响。因为对于雷电而言,自身有着一定的偶然性。所以,为了能够让其输电线路稳定运行,就应该在这其中安装继电保护装置,进而来减少雷击的出现,减少输电线路停电的事情发生。保证在发生瞬时性故障的时候,能够让其输电线路自动关闸,然后等待故障消失后,自动合闸供电。
        1.4疏导式防雷保护
        当前的各类防雷措施都是为了能够有效的提高线路自身的抗雷水平,减少跳闸问题的出现几率。我国也将这一内容作为输电线路运行的考核内容。如果利用传统的堵塞型防雷保护方法,那么其成本投入较大,而且技术难度较高。因此,就可以利用疏导式的防雷保护方法,也就是让其输电线路能够具备一定的跳闸几率,通过安装相应装置来定位雷电的路径,进而来避免绝缘子受到损坏。在这其中即使存在雷击,那么通过合闸的方法也能够很好的保护输电线路的安全运行。
        2输电线路的防雷与接地设计
        2.1输电线路的防雷设计
        在输电线路的防雷设计环节,设计人员需要重点解决线路遭遇雷击后的跳闸率问题。想要有效解决这一问题,设计人员需要从以下几方面入手进行设计:
        2.1.1优化避雷线设计
        对输电线路的避雷线进行科学设计可以有效降低其遭受雷击的概率。在线路设计中,对于避雷线的设计需要参照杆塔的高度与保护角等要素。设计人员可根据线路所在地区的实际情况对杆塔的高度与保护角角度进行调整。此外,避雷线应设计在导线上方,导线全线都需要设置避雷线,避雷线与地面相接。在一些夏季多雨多雷电的地区尤其是山区中,要设置双避雷线,这样可以对雷电进行双重隔离,提升线路的安全性。
        2.1.2应用避雷器
        避雷器对于输电线路的竖向线路防雷保护发挥着重要作用,当避雷器的电压低于杆塔与导线电位差时,避雷器会进行自动分流,以避免绝缘子闪络问题。在当前避雷器的设计和应用中,氧化锌避雷器逐渐得到了推广和应用,其可以对感应雷过电压起到很好的一直作用,且质量较好,所以其开始逐渐取代传统的普通避雷器。氧化锌避雷器对绝缘子的绝缘层增加了防弧金具,使引起闪络的位置处在防护金属和绝缘子的贴胶之间,所以对于保护高压线路断线问题具有良好的效果。当出现较强雷电天气时,避雷器可以将雷击产生的过剩电压导入大地,起到对线路的保护作用。


        2.1.3自动重合闸保护装置
        在输电线路的防雷设计中,设置自动重合闸保护装置是较为常见的设计方法之一,设计人员应对工程所在地区的降雨及雷电情况进行前期勘察,针对当地天气情况需求对自动重合闸保护装置进行设计并在安装时对其进行科学调试,以此确保输电线路在遭遇雷电闪络后可以进行自动重合,保证线路的正常运行,降低因雷击造成的停电事故的发生概率。
        2.1.4增加绝缘子
        在线路防雷设计中,对于线路绝缘设计也是有相关规定的,以110kV线路为例,如果线路所处地区的海拔低于1000m,其绝缘子数量应为8片左右;如果档距过大或是杆塔高于了40m,那么,绝缘子数量应按照每增加10m加装1片的标准来确定。
        2.2输电线路接地设计
        杆塔接地设计:杆塔的接地情况对于输电线路的防雷性能也存在一定的关系,所以,在进行杆塔设计时也要考虑到接地防雷方面的因素。在雨季较长和雷击现象多发的地区,在进行杆塔设计时,设计人员要逐级测量线路杆位的土壤电阻,并根据测量获得的实际电阻率值,对杆塔进行科学设计。在具体的设计过程中,可以采用降低杆塔接地电阻的设计方法,这是由于杆塔接地电阻是与输电线路的耐雷程度成反比关系,杆塔接地电阻越大,数显线路的耐雷程度越低;反之,当杆塔接地电阻变小,输电线路的耐雷程度也会得到提升。在进行杆塔接地设计时,接闪避雷线应采用小角度或负角度,防止雷电对设备进行绕击。同时,还要保证外接引流线、接地体有足够的泄流截面。此外,应选择单极深埋垂直接地的方式,这样可以使泄流容积增大。最后,如果土壤的电阻比较大,可以应用物理降阻剂,在改善土壤电阻率的同时也可以达到增加接地面积的效果,当雷电出现时,可以使设备外的过电压迅速降低并将雷电流及时传入大地。
        3输电线路运行维护措施研究
        3.1建立健全的检修维护机制
        (1)相关部门要对输电线路的检修维护机制进行完善,明确线路检修工作内容和方法,并提升相关人员的专业技能和责任意识,同时,还要对各项规章制度的执行情况进行有效监管,以保证线路维护工作效率和质量的提升。
        (2)对线路检修工作要做好记录与总结,工作人员在对线路进行检修后要及时对线路情况进行记录,并建立线路维护检修的数据资源库,以便随时对线路运行与检修情况进行查询,为线路的检修维护工作提供必要的数据支持。
        (3)要通过规章制度的制定和执行,加强对输电线路检修维护工作的监督管理,监督管理人员要定期对线路运行情况及运维工作情况进行监察巡视,同时,线路检修部门也要加强对自身工作质量的监督和自检力度,从而使输电线路始终保持安全稳定的运行状态。
        3.2输电线路的检修模式
        在当前的输电线路检修工作中,通常采用的是变线为点的工作模式。由于该项工作专业程度较高,所以对于工作人员的专业技能水平也提出了更高的要求,其要多在线检修与离线检修的方式进行掌握和应用。在线路检修过程中,要注意线路的老化率问题,其老化率不应超过3‰,其绝缘爬距也要满足国家规定的相关标准。绝缘子的检修分为在线与离线两种模式,在线检修即分布电压,离线检修即零值电阻检测。对于线路老化率连续四年保持在2.5‰左右的,应两年检测一次,对于老化率连续四年保持在2‰以内的可四年检测一次,其检测总次数要小于五次。
        3.3实施有效的防范措施
        由于一些地区的输电线路运行环境较为复杂,所以其容易受到自然因素的影响而造成损害,除常见的雷击灾害外,输电线路还会受到各类生物的侵袭以及雨水等物质的腐蚀。所以在进行输电线路的运维工作中,要做好对线路的防护,例如设置驱鸟装置,降低鸟类对线路的破坏;在人员较为密集的地区,要在线路附近设置安全警示标识;对于大风、强降水等恶劣天气要提前做好预警,将自然因素对输电线路造成的影响降到最低。
        4结语
        输电线路雷击事件发生的因素与所在区域气象特点、地形地貌以及岩土导电性等不可控因素有关,也与输电线路设施、设备自身构造、材质以及物理性质的可控因素有关。在设计线路时,为防范雷击输电线路造成的影响和损失,可从可控因素的方面进行研究。
        参考文献:
        [1]虞建武.输电线路设计中线路防雷技术的运用分析[J].科技与创新,2018(12):148-149.
        [2]徐宗升.输电线路设计中线路防雷技术的运用解析[J].山东工业技术,2018(12):176.
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