输电线路的防雷设计与运维技术

发表时间:2021/6/24   来源:《中国电业》2021年6期   作者: 肖宇 李朝玉 李爱民 刘静
[导读] 输电线路作为我国电力系统的核心组成,
        肖宇 李朝玉 李爱民 刘静
        国网安徽芜湖无为市供电公司, 安徽省芜湖市238300
        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;运维管理
中图分类号:TM75
文献标识码:A
引言
        输电线路运行检修水平以及防雷技术,直接决定了整个电力系统运行的稳定性和可靠性。输电线路结构复杂,运行环境恶劣,影响因素众多,且多为不确定性的因素,任何一个细节管理不当,都会引起故障,轻则需要停电检修,重则会引发对电力设备造成破坏,甚至引发火灾,造成巨大的经济损失和人员伤亡。基于此,开展关于输电线路运行维护以及防雷措施的探讨就显得尤为必要。
1输电线路受到雷击的形式
        一般来讲,雷电的主要类型分为直击雷、感应雷与球形雷这三种类型,夏季是雷雨高发的季节,很容易给电力通信系统带来影响,其中,产生影响最多的就是感应雷与直击雷这两种雷电。直击雷损害的发生几率相对较小一些,但是一旦出现,会带来较为严重的雷击损害,很容易导致电力通信光缆线路出现短路和设备故障,甚至造成工作人员伤亡。
从本质上分析,感应雷损害也是基于直击雷而产生,雷雨云的静电感应会导致相应的电磁感应现象,雷电在击中电力通信光缆线路或者设备附近区域时。就会导致这一部分区域等的磁场出现较为明显的变化,造成电力通信光缆线路出现与雷雨云相反的电荷。这样一来,就会出现感应电压,导致感应电流的传播,等到电流超过光缆线路自身的耐压值后,就会出现线路烧毁、击穿的情况。电力通信光缆线路一般会与多种设备进行连接,一旦出现感应雷雷击损害,就会造成感应电流侵入线路,并损害相应设备。
2输电线路的防雷设计与运维技术
        2.1绕开密度大的区域
        因为杆塔是处在外界环境下,这样就导致输电线路在出现问题过程中,其位置和原因都非常复杂。通过对其电力部门的数据能够发现,至少有50%以上的故障都是因为雷击所导致。所以,就应该在输电线路设计过程中,能够避开水域、峡谷等等地区。在输电线线路穿过其平原地带的时候,雷击就会通过直击雷的方法,对其输电线路的相应设施进行破坏。所以,在让其满足相应要求的基础上,就应该能够减少其冲击接地电阻。而对于一些雷电多发区,那么就应该为其配备相应的避雷线,以此来更好的让其输电线路更好发挥自身的性能,避免因为雷击而导致其出现故障。
        2.2安装防雷排流线
        对于光缆线路的防雷击措施,相关人员也需要合理安装防雷排流线。有相关研究证实,在安装防雷排流线之后,在遭受雷击的时候,电弧直击光缆线路的几率就会出现明显的降低,很大一部分雷电流会被汇集泄流,并且在防雷地线上扩散。这样就可以减少雷电流与光缆线路的交汇,所以,相关人员需要结合实际情况做好防雷排流线的合理安装。
        如果光缆线路架设在年平均雷暴日超过 20 天且土壤电阻率超过 100Ω·m 的区域,且地下光缆线路无法绕开这一区域,相关人员就需要安装防雷排流线。如果地电阻率不足 500Ω·m,可以安装一条防雷排流线。如果地电阻率超过 500Ω·m,相关人员可以安装两条防雷排流线。相关人员在实际安装当中,需要选择两条镀锌钢绞线或者两条镀锌钢筋进行处理,也可以选择铜包钢线进行安装。
        此外,对于光缆线路的对地电位,相关人员可以选择悬浮式接续的处理方式。针对光缆的终端以及光缆接头两端的技术构件,相关人员可以进行电气断开处理,但是不要接地,让其处于对地绝缘的状态。

这样一来,可以避免地面的雷电流被引入光缆线路,也能避免光缆线路的感应雷电流出现长距离的累积,一般而言,这种处理方式较为适合不存在铜线结构的金属光缆。在安装防雷排流线的同时,相关人员也需要做好光缆线路避雷装置的安装,避雷针是最为常用的一种防直击雷的避雷装置,可以对雷电进行吸引,从而确保光缆线路避免受到雷击。相关人员可以选择树木或者木杆作为支持物,并且在支持物的顶端安装避雷针,而避雷针的引下线需要背对光缆的方向,进行架空横向引开处理,且入地点需要距离光缆线路至少 15 米。
        
        2.3合理设置绝缘避雷线
        输电线路避雷线不但具备良好的防雷效果,而且起到一定的线路保护作用,能够进行载波通信,降低不对称短路工频过电压等。由于用途不同,输电线路避雷线的安装方式主要分为两种,分别是悬挂在杆塔之上、经过绝缘子和杆塔保持连接状态。由于输电线路电压等级的逐渐下降,线路自身的绝缘水平不断下降,避雷线防护效果下降。
        因为避雷线和周围导线之间存在一定距离,互感存在一定差别,所以在正常条件之下,三相导线负荷电流处于平衡状态,而避雷线中仍然存在纵电动势。若避雷线接地,该电动势则会产生电流,输电线路电能出现较大损失。当前阶段,超高压线路采取绝缘避雷线较多,可以显著减少能源的损耗。避雷线具有一定的绝缘性能,在雷击过程当中,其绝缘在雷电放电环节容易被击穿,避雷线此时处于接地状态,对输电线路的防雷效果不会产生较大影响。
        对于输电线路防雷设计人员来讲,在防雷设计工作当中,要综合考虑此区域的雷电活动,该地区雷电活动频率可以利用雷暴日或者雷暴小时表示,所谓雷暴日主要指的是一年当中出现雷电天数,雷暴小时指的是1h之内,听到雷声的次数。
        避雷线和塔脚电阻有效配合,在雷击过程当中,能够起到良好的降压作用。针对安装避雷线的输电线路,各个基础杆塔工频接地电阻不能够超过规定标准要求。
        2.4营造良好外部环境,降低外在因素干扰
        外部环境的营造能够有效降低客观因素对输电线路的干扰,避免由此引发的线路故障。首先,在输电线路铺设前做好地方气候、水文、地形等综合环境因素的分析,并根据地方环境特征确定合适的架设线路和电线型号,以降低自然环境对线路所产生的负面影响。其次,输电线路途径区域相对广泛,在此过程中易受各种客观因素影响,一方面,要做好线路下方的管理工作,避免树木引发的电力故障问题;另一方面,要做好直杆区域的警示、维护工作,避免人员、牲畜等对输电线路所产生的影响。
        2.5完善输电线路运维管理机制,提升管理效率
        输电线路管理机制的健全完善能够为输电线路运维管理水平的提升提供坚实保障,针对现有管理机制存在的不足,必须要对其进行完善。首先,建立完善的责任追究机制。明确工作人员的具体职责,并建立对应的责任追究机制,对于工作疏忽而引发的重大输电线路故障问题,要进行严厉处罚。其次,完善巡查机制,做好日常线路的巡查维护工作,明确具体巡查任务和职责。
        结束语
        综上,通过对输电线路防雷设计要点和运维方式进行多角度分析,例如调整接地装置、合理设置绝缘避雷线、安装线路避雷器、科学选择输电线路检修模式、制定完善的输电线路检修保养制度等,可以保证输电线路防雷设计方案得到更好实施,真正达到提升输电线路运维水平的目标。
参考文献
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[2]曾杰,杨友,秦雨胧,等.同塔多回输电线路雷击同跳分析及应对措施[J].通讯世界,2019,26(9):253-254.
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