赵福
国网呼伦贝尔供电公司海拉尔输电工区 内蒙古省呼伦贝尔市 021000
摘要:本文通过分析输电线路经常遭受雷击的原因,制定整改措施,降低线路的接地电阻,做好输电线路的防雷保护,防止输电线路雷击跳闸和输电设备遭雷击损坏。
关键词:输电线路;防雷;保护;措施
输电线路的分布范围极广,长的有几百千米甚至上千千米,所跨越的地形条件、气候环境复杂,有山地、河流、平原等,所以极容易遭受雷击,线路受雷击后,极易引起输电线路跳闸,轻则导致无法对用户供电,重则会引发电网事故,造成更大的损失。所以输电线路的防雷士电力部门的工作重点和日常维护工作之一。
一、造成输电线路雷击故障的主要原因
(一)雷电天气预测难度大
目前虽然有卫星云图系统、大气监测系统等数字信息技术对自然环境进行监测,但大气活动的随机性较强,且复杂多变,现有的技术无法实现对雷电天气进行准确的预测,导致无法及时准备地获悉输电线路遭受雷击的相关技术参数,雷电预测相关技术还存在一定程度的局限性。
(二)输电线路设计安装缺陷
部分地区的电力设计部门欠缺一定的责任感,在输电线路设计时没有充分考虑当地的土壤电阻率、雷电绕击率、地质地貌等因素的影响,使得电阻与输电线路不匹配,极易导致雷电天气出现跳闸现象。另外,在输电线路安装施工过程中,施工人员未按照相关安装标准进行操作,导致地网接头焊接不到位、地网铺设不达标等不合格现象出现。
(三)输电线路的接地电阻居高不下
接地装置是防雷保护措施的重要组成部分,但是在实际操作中,往往存在人为破坏、使用年限超期、阻降剂腐蚀等原因造成的接地装置损坏,使得接地装置的电阻值大大超过正常适用范围,为输电线路遭受雷击危害埋下了隐患,尤其在雷电天气多发的地区,更是成为导致输电线路雷击频发的重要诱因。
二、对输电线路进行防雷和接地的有效措施
(一)将避雷线和线路避雷器配合使用
传统的防雷保护措施通常通过增设避雷线来减少线路遭遇雷电过电压的影响,但是部分线路还是会因为雷击现象而造成线路跳闸。因此,将避雷线和避雷器配合使用,是全面提升输电线路的防雷击水平的有效方法。具体来说,架空的避雷线具有防止雷电直击导线的功能,同时还具备一定的分流作用,可以有效减少流经线路杆塔的雷电电流、降低杆塔顶部的电位,加之避雷线还可以通过对导线的耦合作用或屏幕作用降低线路绝缘上电压和感应过电压,因此,对电压较高的输电线路采用避雷线防雷,是十分有效的。另外,针对电压相对较小的输电线路来说,避雷线的防雷效果不太显著,此时,线路避雷器就可以发挥相当程度的防雷作用。一旦雷击造成的电流超过核定标准,线路避雷器可以通过分流动作将多余雷电导入大地,避免电压迅速升高造成的安全事故,确保电力输送的安全性。
(二)有效降低线路杆塔的接地电阻
线路杆塔接地装置是输电线路的必要组成部分,对其进行安装是旨在确保雷电流顺利导入大地,从而使电力设备达到绝缘的效果,有效降低由雷击造成的线路跳闸现象,避免跨步电压造成的人员伤亡。
线路杆塔接地应该首先调查杆塔所处区域的土壤电阻率,对土壤电阻率较低地区的自然接地电阻进行充分利用,如若杆塔所处区域土壤电阻率过高,无法有效降低线路杆塔的接地电阻值时,则应该通过使用降阻剂、增加地网辐射线、安装放射性接地体、延伸接地体或增接地体截面积等多种方法来对接地电阻值进行有效处理,对杆塔与地网两点联结改成四点联结增加雷电流导入大地通道,使其满足输电线路正常运行的相关要求。
(三)加强输电线路绝缘处理
部分输电线路架设的地形特殊,需要架空线路跨越极其长的一段距离,这就要求线路杆塔也随之进行大幅度跨越,大面积的输电线路暴露在自然界中,一旦遇上强风天气,大幅度的震荡极容易增加输电线路落雷的几率。如若线路杆塔顶部的电位过高,一旦发生雷击,则会迅速形成感应雷过电压,造成雷电绕击现象,威胁电力运输安全。为了有效预防上述现象的发生,可以在位置较高的线路杆塔上增加绝缘子片数,增大爬电比距,扩大避雷线和导线之间的距离。除此之外,还可以运用不平衡绝缘方式,一旦遭遇雷击,绝缘子片数较少的一侧回路先对地进行闪络,经过闪络之后的导线随即具备避雷线的基本功能,加强了对另一侧回路的耦合作用,使其对雷电的耐受性大大提高,从而持续输送电力,保障电力配送畅通。
(四)设置耦合地线
可以透过降低线路杆塔的接地电阻来进行防雷保护,如果这种方法不可行,那设置耦合地线也可以达到类似的效果。具体做法是,在导线下方安装一条地线或者复合地线光缆,可以增加导线和避雷线之间的耦合作用,提高输电线路的对雷电的耐受力,降低线路上的雷电过电压,从而实现雷击跳闸几率的大幅度下降,保障电力输送安全有效。
三、呼伦贝尔地区防雷措施选择
输电线路防雷措施选择的目的,就是要提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率。影响雷击跳闸的主要因素有地闪密度、雷电流幅值、地形地貌、地面倾角、线路保护角、线路绝缘水平、杆塔高度、杆塔接地电阻等。针对以上主要影响因素,有针对性地采取改造措施,可以明显地减少上述影响因素的影响,最终取得有效的对线路的防雷保护效果。以上防雷措施都有较强的针对性,限制条件、优缺点也相对明显,通常要相互结合综合选择使用。
从呼伦贝尔地区电网的运行实践看,降低杆塔接地电阻是技术经济性最优的措施,已作为防雷措施的首选;对新建杆塔一般全部要求装设避雷线,但老旧线路从设计上无法进行改造;按照差异化防雷策略,有重点、有选择性的在部分杆塔上安装避雷器,但后期运行维护工作量较大;并联保护间隙防雷稳定性较差,存在间隙不动作而损坏绝缘子的情况;对安装在避雷线上的避雷侧针,因长期振动常与避雷线摩擦引发断线事故,呼伦贝尔地区电网正逐步拆除这种类型的避雷针。
四、结语
输电线路系统的防雷是一项系统工程,应重视全方位、立体化综合防治,对感应雷和直击雷都要采取相应的措施,以达到最佳防雷效果,除上述几方面应引起注意外,实际工程设计和施工过程中,在防雷结构方案的优化、技术参数的确定、防雷产品选型、施工材料的选取、施工工艺考究、防雷器安装技巧等方面都值得我们深入的研究和探讨,同时还应当因地制宜,结合实际情况,细致周密的设计相应的防雷方案,力争做到防雷工程投资少、防护全面、配置合理、性能优良、维护方便,整个输电线路系统运行稳定可靠。
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