高压送电线路防雷保护措施浅析

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:杨亨
[导读] 摘要:我国的经济在改革开放的带动下得到了快速的发展,而能源是国家经济发展的支柱,特别是电力能源。
        广东电网有限责任公司潮州供电局  广东潮州  521000
        摘要:我国的经济在改革开放的带动下得到了快速的发展,而能源是国家经济发展的支柱,特别是电力能源。随着电力需求的增加,特别是沿海高密度负荷地区,电力的安全输送成为了国家电力行业的发展问题中的重要部分。从另一方面来说,人民生活在很大程度上依靠电能为人民生活创造的便利。所以电力的安全输送是一个关系国家和人民的重要问题。电力的输送比一次能源的输送有更大的经济效益,但是,随着输送线路电压的增加进而导致了各种各样的故障,在这些故障中,雷击高压线路带来了送电线路的中断、跳闸等占了很大的一部分,所以对于高压送电线路的防雷措施的研究和分析变得尤为重要了。本篇文章主要是探讨现在高压送电线路在雷击保护措施和技术中所存在的一些常见问题,希望能对高压送电线路的防雷保护有一定的效果。
        关键词:高压送电线路;安全运行;防雷保护措施
        1雷击产生的原因
        根据以往的运行维护经验以及对多起高压送电线路遭雷击事故的分析,首先,由于高压送电线路的多是以铁塔来支撑导线,而铁塔是高耸结构,且送到线路广泛的分布,使得所应用的金属材料也是非常多,这就使得雷暴天气所产生的感应电流也叫雷电冲击波,很容易入侵送电线路乃至整个电力系统,冲击波所形成的雷电感应电压的幅值可能会达到上千伏,虽然高压送电线路采取了防雷措施,但是由于防雷装置的反应动作慢、难以对雷电冲击波进行有效的释放,进而造成电力系统设备和通信系统的破坏。另一方面,线路本身的问题,比如保护角的问题。一般情况下,保护角越大就会越不利于防雷保护。在相应的防雷规范中明确指出;输电线路在进行避雷时,其保护角应该在规定的限值以下。但是在实际的线路施工中,很多高压送电线路并没有做好这项工作,当然有一些是因为外界条件的约束造成保护角度高的这种情况是不可避免的。还有就是绝缘子串的问题。防雷规范对绝缘子的防雷方面也有明确的的规定,不能将合成绝缘子安装在雷击高发的地区。分析其原因,对于合成绝缘子来说,其两端的均压环中存在空气间隙,其抗雷击水平比瓷绝缘子要低。维护以及检修较为方便是合成绝缘子的最大优点,很多时候设计以及运行维护人员没有对重雷区进行裕度的考虑。
        2线路运行中存在的一些问题杨亨,广东电网有限责任公司潮州供电局,521000
        高压送电线路雷击的现状。雷电活动是大自然中的一种气象现象,雷电流在通过送电线路时,就会导致整条高压送电线路跳闸,进而无法正常送电,所以就会给人们的生产和生活带来了很大的影响。现今来看,各地高压送电线路遭受到的雷击故障出现的特别多,并且给人们的安全生产和生活造成的危害也是特别大。由于人们生产和生活的需要,输电线路的电压等级也越来越高,其中被雷击的概率也就越大,所以,造成的停电事故也就越大。我国的高压输电线路大都会受到地形或多或少的影响,建在了海拔比较高的地方,就很容易遭受雷击,近些年来,我国高压送电线路存在着或多或少的事故隐患,这需要我国不断地对高压送电线路各方面的防雷技术做好更进一步的研究来消除隐患,保证高压送电线路的安全和平稳的运行。设备配置使用的问题。高压送电线路的配置使用问题也会使高压送电线路存在一些的安全方面的隐患。高压送电线路使用的绝缘设备的配置是阻止电流的逆向的流动,有着决定性的作用,如果使用的绝缘配置不能够起到相应的作用,就会导致整个高压送电线路系统的故障。这些都是设备配置使用方面问题所导致的一些隐患。设备配置使用所造成的另一方面的安全隐患是由于绝缘失效方面的问题,或者是受到外力的击打而导致线路导体裸露在外的一种现象,这就非常容易的使高压送电线路遭受到雷击灾害,从而造成大面积的安全隐患。另一方面,设备绝缘配置还有可能是因为长时间的外露,造成绝缘老化,导致遭受雷击,也会给高压送电线路造成另一方面的安全运行隐患,所以,对设备配置使用也就是我们对高压输电线路防雷措施研究的考虑范围的重中之重。架空避雷线的局限性。避雷线的主要作用是用于架空线路的防雷,使得高压送电线路免遭受雷击的危害。高压送电线路的安全方面隐患,除了设备配置使用所导致的安全方面隐患之外,还有支撑送电线路的支撑物由于受到长时间的自然力和外力,导致风化、爆炸方面的安全隐患。再者就是避雷线的局限方面而造成的安全方面的隐患。当线路受到雷击灾害的时候,避雷线可以通过遮挡住导线,防止雷电。避雷针的作用是相当重要的,也是防雷技术中一种不可或缺的一种技术,但是避雷线也存在着一定的局限性,也不能够完全保证高压输电线路免于遭受雷击。因此,需要进一步来研究避雷线装置,避免避雷线的局限性,尽力把损失降低到最小。
        3输电线路的防雷保护措施
        3.1合理优化的选择送电线路路径
        大量运行经验表明,线路遭受雷击往往主要集中于线路的某些地区。我们称它为选择性的雷害区,或称为雷击区。线路若能避开雷击区,或对雷击区线段加强性的保护,就是防止雷害的根本性措施。运行经验表明,以下这些地方极易遭受雷击:a.山区的风口以及顺风的峡谷和河谷等地方;b.四周是丘陵的潮湿性盆地,如杆塔周围有湖泊、水库、池塘、沼泽地、灌木或树林、附近又有蜿蜒起伏的丘陵的地方;c.土壤的电阻率改变的地方,如地质的断层真空地带,岩石和土壤、稻田和树林的交界地方,岩石性山坡脚下的河流的山谷等地方,雷击区与过低土壤电阻率等地方;d.地下有极易导电性的矿的地面和地下水位非常高的地方;e.当土壤电阻率差别不是很大时,例如有非常好的土层和植被的丘陵,雷击区于突出性的山脊、山的向阳坡等地方。


        3.2架设避雷线
        架设避雷线是送电线路防雷措施最根本和非常有效的一种措施,防止雷直接击中导线是避雷线的最重要作用之一,另外还具有以下三个方面的作用:a.分流效应,能减小流过铁塔的雷击电流,这样杆塔塔顶的电位就会降低;b.线路绝缘体的承受电压在导线的耦和作用下就能得到减小;c.还可以降低感应过电压在导线上的。
        3.3降低杆塔塔底的接地电阻
        避雷线与塔脚的电阻互相配合,在雷直接击中导线时就能起到很大的降低电压的作用,所以对电压在220KV及以上的混凝土杆和铁塔线路,是一种非常有效的保护措施。对于低压的混凝土电杆和铁塔送电线路,虽然一般的架设避雷线的作用不是很大,但还是要一基接一基的塔接地。因为这时即使其中一相导线因雷击故障造成线路接地后,它就起到了避雷线的作保护用,在一定程度上可以防止另外两相进一步发生故障。
        3.4安装线路避雷器
        为了减少送电线路的雷害故障,提高供电的安全可靠,可在送电线路走廊雷电活动强烈或者是土壤电路率非常高的线段及线路绝缘性能低的地方装设避雷器。一般在送电线路相交处和大跨越高杆塔等处架设。雷电流在流过避雷线和导线的时候,由于导地线之间的互感作用,将分别在避雷线和导线上产生耦和作用。所以避雷器的分流效应是远大过从避雷线所分得的雷击过电流,这种分流的耦和作用将会使得导线的相对电位进一步提高,使导线和杆塔塔顶间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子串就不会发生闪络。所以,线路避雷器具有非常好的降低电位的作用,这也就是线路避雷器防雷方面的显著特征。
        3.5架设耦合地线
        降低杆塔塔底接地电阻很难时,架设耦合地线是一种常用方法,就是在导线的较劲的地方架设另一条地线。主要有二个方面的作用:a.加强了导地线间的耦合作用;b.分到雷击点邻近杆塔的雷电流会增加。
        3.6采用中性点非有效的接地方式
        近年的运行维护经验表明,在电力线路中的故障和事故,至少有一半以上的是单相接地造成的。但是,三相电压间的平衡不会被打破在中性点非接地的电力线路中单相发生接地性故障时,并能保持对用户的连续性供电,使运行维护人员有充足的时间来进行故障点的寻找并进行及时的处理。经消弧线圈再接地或是采用中性点非接地是低压配电电力系统常用的方式。这样故障点的短路性电流就可以得到一定补偿,使得电弧自行的熄灭,系统就能自行得恢复到正常工作的状态,减小了故障所在相上的电压上升的速度,减小了电弧再燃的可能,使雷击导致的绝大多数单相接地性故障能够自行去除,就不会引起导线相与相之间的故障。
        3.7架设自动重合闸装置
        由于架空线路的绝缘体具有自我恢复的性能,绝大多数的雷击造成的闪络故障在线路继电保护跳闸后就能自动去除。所以,架设自动重合闸装置在降低架空送电线路的雷害事故概率就有非常好的作用。各种电压等级的架空送电线路都应尽可能的架设自动重合闸装置。架设导线自动重合闸是一种非常有效的防止雷击灾害的方法,在架空送电线路正常运行时和提高用户供电可靠性上都有非常好的作用,但是应该加强短时故障的定期性巡视,并且还应及时进行故障清除,坚决不能给线路的安全运行维护留下定时炸弹。
        3.8加装招弧间隙
        在之前的防雷保护方面,主要是以事故处理为主。但是雷电活动是人类不能预测的气象,把握它的规律是现在的人类很难做到的,更不用说是消除雷电活动对线路运行带来的灾害,所以,我们就可以从另一方面来解决这个问题,那就是安装招弧间隙的措施来对雷击电流进行分流和疏导,加装招弧间隙根本性目的就是保护绝缘子,防止雷击灾害造成的不可逆转性故障。除此之外,作为电力系统的工作人员,我们应从各方面着手,比如,当进行同塔架设的时候,考虑到绝缘方式的不同,必须保证不出现同一用户电源的同时性跳闸。
        4结束语
        通过上述可知,整个高压送电线路系统的正常工作就由线路防雷保护装置的性能优劣和方法的好坏所决定,所以,研究高压送电线路的防雷保护措施就变得很重要了,要想有效的降低雷击灾害事故的跳闸率,就应该对高压送电线路防雷保护措施的科学和合理的设计。雷电活动属于一种自然现象,所以,研究雷电活动就会有一些困难,所以只有在全面的了解和掌握雷电活动的各方面,利用先进的科学技术手段,这样才能够有效的减少雷电活动对电力系统的的危害。
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