高压输电线路防雷措施分析

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年2月5期   作者:王淼 夏娴
[导读] 防雷工作日渐成为电力系统工作开展的重点,高压输电线路是
        王淼 夏娴
        国网江苏省电力有限公司响水县供电分公司 江苏 响水 224600

        摘 要:防雷工作日渐成为电力系统工作开展的重点,高压输电线路是供电系统的重要组成部分。输电线路由于受到地形环境等因素的影响,雷击跳闸率较高,一旦跳闸就会影响输电线路的正常工作。因此,需要不断的加强对高压输电线路的防雷措施综合研究,控制隐患,确保高压输电线路的正常运行。本文对高压输电线路防雷问题进行了分析。
        关键词:高压输电线路;防雷;故障
前言:
        高压输电线路在电力系统之中占据着极为重要的位置,其运行方面的安全性及可靠性,直接影响着电力系统运行供电方面的稳定性及可靠性。而雷电干扰是影响高压输电线路正常运行的关键因素,相关单位一定要采取综合防雷措施。
1、高压输电线路防雷的重要性
        在整个电力系统中,高压输电线路占据着极其重要的地位,其运行的安全性直接影响到了电网系统的运行。在电力系统各项故障中,因雷击而引发的故障比例相对较高。同时,高压输电线路自身的结构通常较为复杂,一旦遭受到雷击灾害,容易出现跳闸、停电、甚至引发火灾,不仅影响到输电线路的正常运行,还危及人们的生命财产安全。输电线路一旦遭遇雷击就会产生跳闸甚至不能使用,由此产生相应的电网事故,影响电网的基本运维,也会在一定程度上产生很大的经济损失。输电线路因雷击引起的故障跳闸频繁发生,故线路的防雷工作日益受到各级电力部门的高度重视。因此做好高压输电线路防雷措施,通过对雷电情况和雷击类型分析,研究重点防雷线路和重点防雷杆塔,论证了可行性防雷方案,确定了以接地装置整治、安装杆塔避雷器等措施,对于维护电力系统的正常运行,维持人们日常生产与生活所需,有效保障人们的生命财产安全,乃至有效促进经济的发展,都有着积极的现实意义。
2、高压输电线路雷击事故发生的原因
2.1避雷设施存在问题
        在规划设计高压输电线路的过程中,防雷问题就应当被重点考虑。避雷线是高压输电线路中的重要防雷手段, 能够有效降低高压输电线路的雷击现象, 降低高压输电线路的安全隐患。 在线路受到雷击时, 避雷线能够将高压输电线路与雷电相隔绝, 从而避免雷击事故的发生。 但是由于避雷线的局限性, 使得避雷线不能确保所有高压输电线路避免雷击, 使得雷击事件时有发生。同时,由于地形与高压输电线路的走向等所限制,使得在设计的过程中,杆塔的保护角无法有效地满足高压输电线路防雷的需求,这时就需要避雷针来增加防雷的效果。然而避雷针自身存在着一定的局限性,在发生雷击事故时,可能无法有效地对高压输电线路起到很好的防雷效果。
2.2杆塔接地不良
        输电线路的雷击闪电成因,是天空雷云放电形成过电压,借助输电线路杆塔产生放电通道,电路绝缘被击穿,通过这样的方式形成的电压就是大气过电压,包括感应雷过电压和直击雷过电压。高压输电线路中雷击事故的发生,通常是由于雷电击中了高压输电线路或者高压输电线路周围的空点,导致过电压现象的产生。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道,从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷,杆塔的接地装置与雷电过电压事故发生的概率有相当比例的关系。一旦杆塔接地的地阻阻值过高,就会影响到高压输电线路的防雷效果。
2.3绝缘配置欠缺
        绝缘配置是高压输电线路中的重要装置,在高压输电线路运行过程中,绝缘配置主要起到避免发生电流回流问题的作用,若在具体运行中绝缘配置欠缺则极易导致跳闸事故。一旦绝缘配置不能起到其应有的作用,会导致高压输电线路发生跳闸情况,出现安全隐患。一旦绝缘配置脱落, 或高压输电线路直接裸露在外,就会是高压输电线路易遭受雷击,造成更大的安全隐患。由于很多绝缘设备使用时间较长,出现了老化情况,增加了跳闸事故的发生几率。


3、提高输电线路防雷水平措施
3.1使用避雷针与可控避雷线
        在高压输电线路上装设避雷线是有效避雷的基础,避雷线的主要功能就是引导雷电偏离导线的位置,避免雷电直接接触导线,从而保护导线。将避雷线铺设在高压输电线路之上,能够有效地阻止空气中的绝缘成分在受到高电压作用的时候,在确保原有绝缘机制仍然正常运作的前提下,通过空气摩擦使云层的电压转移,并通过避雷线的引导传到地面,从而有效地保护高压输电线路,降低了高压输电线路损害的概率。另外,避雷线还能将因雷击产生的强大的感应电流进行分流、引流,进而降低杆塔内的电流量,使输电线路中的电压尽量保持稳定,减小雷击的破坏力。避雷线还可以通过利用导线本身具有的耦合性能降低高压输电线路中的绝缘电压,从而减小雷击产生的感应电压。在设计避雷线的过程中,应保证其直接接地,使得避雷线能够在高压输电线路接触到电压之前,就先将破坏电压有效地传导至地面,使其不再对输电线路具有破坏力。 同时,避雷针是防雷避雷技术的关键,它能在雷云距离地面还有一定高度时,检测到雷云先导放电进而改变先导放电通道产生电场方向,最终将雷击引导到和避雷针相连的接闪器上 , 将雷云中的活跃电荷转移到避雷针上释放,从而将雷击的危害降低到最小。
        架设可控避雷针可以有效地预防直击雷,降低杆塔直击雷故障的发生率,实用性强,防雷效果好,因而目前得到了广泛应用。避雷针的主要功能是引雷而不是避雷,它的针状结构能够吸引空间内的弱雷,削弱空间中的强雷,从而有效地控制雷击。
3.2强化线路系统的绝缘水平
        绝缘子使用是现在比较常见的防雷措施之一,在高压输电线路上面安装绝缘子能很有效地减少雷击所造成的损失。基于强化线路防雷能力的技术性目的,可以适当调整绝缘子,增强放电电压,提升输电线路的实际绝缘水平,增强放电电压数值,从绝缘控制的角度来改进输电线路绝缘保护工作。在中高杆塔应用大爬距悬式的绝缘子、适当增加绝缘子的片数、增加杆塔顶端的空间距离,可以改变线路的绝缘性,提高输电线路的抗雷击性能。同时,不平衡绝缘方式具有较强的经济性,并且操作起来较为方便,能够有效提高线路的绝缘水平,进而增加了反击和绕击的耐雷能力。在线路中经常会发生双回路现象,要解决这一问题施可以在施工时采用不平衡法则控制回路中的绝缘子片数,以此作为区分标准。线路一旦遭受雷击,首先发生闪络现象的一定是绝缘子片数比较少的线路,闪络的效果可以和地线相媲美,从而在一定程度上提高另一个导线的耦合性,将整个线路的防雷水平提高一个档次。在高压线路具体运行中,为了降低跳闸事故发生几率,可以适当加大避雷线与大跨越档距导线之间的距离,也可增加线路绝缘子串的数量,从而增强绝缘性能。
3.3降低塔杆接地电阻值
        降低塔杆接地电阻值对于增加线路的防雷水平也是一种行之有效的方法,一般搭配避雷线一起使用。输电线路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻,在运行中应加强接地电阻检测、对不合格电网进行开挖检查、及时修复破损地网、采用接地模块或连续伸长接地线来保证有良好的接地电阻。 为了能够更好的增加高压输电线路的防雷接地能力, 就可以适当的通过降低杆塔的高度来降低接地电阻的电阻率。在土壤电阻率较低的地区可以通过降低杆塔的高度来降低接地电阻,而在土壤电阻率较高的地区,降低接地电阻就比较困难,可以通过延长接地体或使用降阻剂来降低接地电阻,从而提高输电线路的防雷能力。目前常用的降低阻值的方法有:利用降阻剂,在接地极的周围辐射降阻剂;爆破接地技术,通过爆破技术将接地装置炸裂,然后用压力机将低电阻材料压入缝隙中,将整个电阻的电导率降下来;扩大接地面积;外引接地,选择地导电率的土壤外界一个接地。
4、结语
        总之,雷击问题难以避免,且极易对输电线路的安全性及供电的稳定性产生影响。因此,需要采取合理的措施,加强线路日常的运行检查,做好防雷工作,以有效避免雷击所造成的影响。
参考文献:
[1]荣晨.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科学技术创新,2018(12)
[2]王丰伟,赵志刚.输电线路防雷地线耦合取电技术研究应用[J].工程技术研究,2016(6)
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