罗名魁
贵州电网有限责任公司都匀供电局
摘要:在居民生活以及生产力水平持续提升的现状下,更加对电力能源形成了极高关注。作为维持居民正常生活的关键部分,尤其是高压输电线路,在日常使用过程中,因为经常受到雷电威胁,导致输电线路不能正常运行,甚至会威胁到周边居民生命安全。基于此,在接下来的文章中,将分别站在高压输电线路防雷角度下,详细阐述几点防雷措施,希望能够给相关人士提供些许参考依据。
关键词:高压输电线路;雷电;防雷措施
引言:我国拥有着较为广阔的地域面积,每个地区不管是地形还是气候等方面,或多或少都存在一定差异,复杂的环境不利于高压输电线路安全稳定运行,甚至还会造成电力中断等事故,威胁到我国电力行业可持续发展目标的实现。尤其是雷电天气的出现,会对高压输电线路造成严重损害。因此,为了能够维持高压输电线路安全稳定运行,文章对其防雷措施进行分析,具有重要的现实意义。
1.雷电及对输电线路的危害
高压输电线路架设在荒郊野外,途经地形地貌复杂,容易遭受雷电侵害,造成设备损坏、线路故障停电等事件。线路遭受雷击的形式有直击雷和感应雷,直击雷指带电的雷云直接对架空线路的地线、杆塔顶或导线、绝缘子等放电,以波的形式分左右两路前进而引起直击雷过电压的现象,感应雷指当雷击线路附近时,其先导路径上的电荷对导线产生静电感应电荷,当主放电开始时,该电荷被迅速中和而产生的雷电流及雷过电压现象。雷击对输电线路的危害主要体现在以下四个方面:(1)绝缘子串闪络,电源开关跳闸,严重时引起绝缘子串炸裂或绝缘子串脱开,形成永久性的接地故障。(2)雷击导线引起绝缘闪络,造成单相接地或相间短路,其短路电流可能把导线、金具、接地引下线烧伤甚至烧断。(3)架空地线档中落雷时,在与放电通道相连的那部分地线上,有可能灼伤、断股、强度降低,以致断地线。(4)当线路遭受雷击时,由于导线、地线上的电压很高,还可能把交叉跨越的间隙或者杆塔上的间隙击穿。
2.输电线路防雷措施
雷害事件是高压输电线路最频发的事件,我国历年送电事件统计中,雷害事件平均约占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地区和强雷地区,局地雷害事件可达送电线路事件的70%以上。雷害事件不但制约了电力系统正常运行,甚至对地区经济等方面带去严重威胁。面对该种现象,这就要求企业必须做好高压输电线路防雷工作,结合实际制定合理化防雷举措,从根本上减少雷击对线路带来的损坏,为提升我国电力企业经济效益奠定坚实的基础。
2.1架设避雷线
架设避雷线是最基本的防雷措施之一,一般在线路新建时安装。避雷线一般安装于杆塔顶部,对输电线路有分流作用、耦合作用和屏蔽作用,对防范直击雷有较好效果。避雷线对于高电压线路防雷效果较好,低电压线路绝缘水平低,避雷线存在不能将雷击引起的过电压降低到这些线路绝缘所能允许的水平。因此一般规定,35kV及以下线路一般只在发电厂、变电所进线1-2km处架避雷线,110kV线路一般地区沿全线架设单避雷线,雷电活动强烈地区架设双避雷线,少雷区可不沿全线架设避雷线。
220kV线路全线架设单避雷线,山区架设双地线。330kV及500kV线路全线架设双避雷线。
2.2 加装防雷装置
输电线路运维过程中需要不断积累防雷工作经验,对特殊地段线路或特殊地形杆塔针对性加装防雷保护装置,降低雷击跳闸率。常见的有:(1)杆塔顶部安装避雷针、削雷器等防雷装置。避雷针、削雷器等装置一般安装于杆塔顶部,将雷电流通过引下线及自身导体引入大地,从而保护线路免受雷击。(2)横担下方加装线路避雷器。线路避雷器是用于保护输电线路绝缘子免受雷击过电压损坏(或闪络)的保护电器,一般安装于杆塔横担下方。(3)横担头安装负角保护针。具体做法是在易遭受绕击杆塔的横担处用角钢固定在横担上的避雷针,伸出边相绝缘子串3m左右。其安装方便,能有效防止绕击的发生。(4)档距中间安装防绕击侧针,主要用于防止雷击大档距线路中间引起短路跳闸。
2.3导线下方安装耦合地线
耦合地线是预防感应雷的有效手段,一般沿杆塔架设在导线下方。增加耦合地线的作用主要是提高线路的反击耐雷水平,降低反击跳闸率,因而耦合地线一般主要应用在接地电阻较高的线路。 耦合地线提高耐雷水平的机理:(1)耦合地线可以增加导线和地线间的耦合作用,雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压,从而减小绝缘子串承受的冲击电压;(2)耦合地线可以降低杆塔的分流系数,特别是在接地电阻较高时,可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流,从而降低塔顶电位。
2.4改善杆塔接地电阻
对于一般高度的杆塔,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平,防止雷击的有效措施。线路杆塔接地电阻对线路的耐雷水平影响最大,接地电阻越大,线路耐雷水平越低。无论是架设避雷线、安装线路避雷器、避雷针等防雷措施,都必须配以良好的杆塔接地,才能得到较好的防雷效果。对35kV及以下的水泥杆或铁塔线路,一般不沿全线架设避雷线,但仍然需要逐基杆塔接地,以防止当一相导线因雷击而闪络接地时,不仅良好接地的杆塔能起到避雷线的作用,在一定程度上避免其它两相进一步闪络,又能有效地排除单相接地故障。特别是安装避雷针、削雷器等设备的杆塔落雷机率将增大,杆搭接地电阻高会造成反击,必须定期检测并改善不合格接地。
3.结论
简而言之,电力行业作为推动我国经济持续发展的关键,做好高压输电线路运行维护工作极为重要。做好输电线路防雷工作可有效降低线路跳闸率,提升输电线路供电可靠性,因此防雷工作是输电线路运维工作的重中之重。站在高压输电线路防雷视角下,企业就应该安装现代化防雷设备的同时,也应该确保线路更具极高绝缘性能,在整合相关运维手段的基础上,尽可能减少高压输电线路安全问题的出现,支撑于我国电力行业稳定发展。
参考文献:
[1]蔡敏.特高压输电线路运行维护技术的研究现状分析[J].湖北电力,2017,(06):1-6.
[2]王春杰,祝令瑜,汲胜昌,等.高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展[J].电瓷避雷器,2018,(03):35-46.
[3]赵登.浅谈高压输电线路的运行维护与防雷措施[J].价值工程,2020,(36):57-58.