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摘要:近年来,我国电力系统快速发展,500k V输电线路建设规模不断扩大,这对于500k V输电线路的防雷设计提出了更高的要求。500k V输电线路遭受雷击往往会导致线路发生跳闸故障,因此应根据500k V输电线路应用要求,有针对性地进行防雷设计,从多方面加强运维管理,不断提高500k V输电线路的安全性。
关键词:500kv;输电线路;防雷
1 雷击对输电线路的危害分析
输电线路作为电网输送的重要内容,直接关系到电力的正常供应。在电网运行过程中,由于输电线路设置、雷击电流的大小、杆塔自身电阻以及绝缘物体等各种因素的影响,导致输电线路经常遭受雷击。雷电天气时,当雷电与输电线路接触,便会产生雷电电流,部分雷电电流会直接被导入大地,倘若输电线路未能作避雷设计处理,那么雷电电流就会对输电线路运行造成不利影响。
输电线路经常遇到的雷击危害主要是雷电反击与雷电绕击,尽管不少输电线路大多安装了避雷设施,但是雷电电流能够绕过避雷设施,对输电线路造成雷击,进而导致线路跳闸甚至瘫痪。雷电绕击作用会受到导线保护角以及杆塔高度的影响,这些因素会影响雷电的绕击,增加输电线路遭受雷电绕击的可能性。雷电反击则是通过输电杆塔以及避雷设备,将雷电流导入大地,但是如果杆塔设计或安装不合理,导致杆塔高度过高,会增大线路电压,这样一来,线路跳闸的概率就会随之上升。
2 500k V输电线路防雷技术要点
2.1 降低杆塔电阻
通过降低杆塔接地电阻的做法,能够使线路耐雷性能得到提高,线路跳闸频率降低。接地电极和接地电阻关系密切,应当加强利用,对接地电极的外形与尺寸参数进行调整,调节土壤电阻率,从而达到降低杆塔接地电阻的目的。
首先,对杆塔水平放射位置做水平外延接地处理,使工频电阻数值下降,这样就能起到减缓冲击接地电阻的作用。其次,采用深埋式接地极。尽量采用竖井式,考虑地下水位,然后直接将接地体插入矿体,并进行适当延长,利用山岩裂缝加入降阻剂,使杆塔电阻不断降低。最后,采用降阻防腐剂。通常,降阻剂的电阻率不超过0.135MΩ,但一旦进行加水处理后,电阻率会增加5倍,扩大接地体周围面积,使接地体与土壤接触电阻因此下降。由于吸水性与保水性良好,接地体会逐渐向土壤内部渗透,使杆塔接地电阻进一步降低。至于水平接地体,需要先行挖设沟槽,在槽底铺设降阻剂,然后设置水平接地体,焊接完毕后还要再铺设降阻剂,可掺入水进行搅拌,最后进行细土回填。
2.2 架设耦合地线
架设地线的目的是为了给降低杆塔接地电阻加以辅助,主要做法是在输电线路下方架设接地线,促进线路耐雷性能,使线路跳闸率下降。在实践工作中,通过架设耦合地线,会使导线与地线作用力强化,一旦发生雷击,导线中就会产生感应电压,使绝缘子串的电压量随之降低,就实现了防雷的目的。同时,耦合地线设置完成后,分流作用会使杆塔分流系统不断减小,对于接地电阻值较大的区域更为明显,雷电会从相邻杆塔接地设施经过,使雷电电流分散,杆塔顶端电压减小。
2.3 安装避雷针
在建设输电线路防雷系统时,通过在杆塔位置安装水平侧针,就能使避雷线的弱雷作用得以提高,扩大避雷线保护范围,这样一来输电线路遭受雷电绕击的概率就会大大降低。通过安装避雷针的方式进行防雷,主要有两个作用:第一,与线型物相比,针型物的优点在于更易拦截先导,设置短针能够使杆塔引雷能力得以增强。第二,设置水平侧针的好处能够将雷击电流导入大地,使雷击冲力弱化,这样输电线路就能避免受到雷电的绕击,避免线路反击,提高输电线路的防雷效果。
通常,侧向避雷针能够对导线和绝缘子进行有效保护,避免发生闪络事故,提高防雷效果。如果输电线路建好,避雷针根数与保护角就难以改变。
为了增强线路防雷效果,应当在杆塔横杆上安设侧向避雷针,具有较强的节约性,这样就能达到理想的避雷效果。此外,侧向避雷针的安装简便,实践中避雷针会沿杆塔方向延伸,并形成保护角,这样避雷针的保护范围就会扩大,起到分散雷击电流的作用。
2.4 增设线路避雷器
在建设输电线路防雷系统时,应在杆塔较弱位置安装避雷器,与线路绝缘子串联,使输电线路雷击跳闸的概率大大降低。在实际应用时,将线路避雷器与绝缘子进行串联,这样一旦发生雷电,绝缘子两端就会产生高压。如果电压值超过避雷器电压,阀片因为自身非线性会对绝缘子闪络电压产生限制。在经过避雷器时,雷击电流会得到释放,使工频续流处在毫安级,工频电弧会过零熄灭,让输电线路断路器实现正常工作,使跳闸的几率因此降低。通过线路避雷器的安装,能够使输电线路承受住雷电流在分流后的电压电流,使输电线路耐雷能力得以提高,增强线路防雷效果。另外,还可以通过引入ATP仿真软件,计算输电线路的电流参数与线路实际耐雷能力,对参数变化进行分析,在此基础上制定相应地防雷措施。
2.5 安装自动重合闸装置
雷电作用发生时,输电线路杆塔所受的冲击往往是短暂的,这就意味着杆塔承受的压力作用只是很短暂的时间。一旦遭受雷击,杆塔承受压力的水平会降低,导致输电线路出现跳闸现象,对线路运行造成不利影响。但是如果线路产生闪络,就能自动消除跳闸等故障,换句话说,雷击不会长期降低杆塔受压能力。为了使输电线路更加可靠,在设计线路杆塔时,可以将重合闸和线路保护装置进行结合,让重合闸实现自动运行,这样当遭到雷击时,或线路闪络导致跳闸现象,重合闸就能自动恢复供电,确保输电线路供电可靠,从而降低输电线路受雷击的影响。
3 500k W输电线路防雷技术运维管理
为保证500k W输电线路运行安全,除了要采取有效地防雷处理措施外,还要在防雷技术运维管理方面下功夫,使防雷技术与防雷设备的作用得以充分发挥,增强输电线路的防雷击效果,根据输电线路的实际运行情况加强维护管理。
首先,加强对地下接网的运维管理。通过安装地下接网,能够起到引导雷电的作用,使输电线路的抗雷能力得以增强,在对输电线路进行运维管理时,应当针对架杆投入使用时间来确定是否重新开挖检查,主要是检查其腐蚀程度,通常来说,对线路接地情况进行检查的频率应当控制在2年一次左右。一旦发现输电线路电网达不到运行标准,则应及时采取措施加以整改,确保地下网电阻达标,保证其安全性。
其次,做好对运维管理效果的试验工作。试验过程中,应当根据检测工作计划的要求执行,结合500k W输电线路运行情况,并在标准时间内安装完成避雷线与避雷装置,还要加强对避雷装置效果的分析工作。另外,还应针对同塔接地下网电阻加强周期试验,如若发现达不到输电线路运行标准,应及时采取有效地改善措施。
最后,强化耐雷技术运维管理。输电线路的抗雷击能力在很大程度上取决于绝缘设备的性能,因此,要想从根本上提高输电线路的耐雷击水平,就必须加强耐雷技术运维管理,这就要求运维人员定期对线路绝缘子加强清扫,这样既能有效降低环境污染,又能有效增强线路的防雷效果。同时,如果杆塔建设高度过高,发生雷击可能性较大,则应增设线路避雷器,并结合杆塔建设区域实际,对杆塔进行降阻改造处理,使接地电阻降低,进而促进线路耐雷水平的提升,以此来保障输电线路运行安全。
4 结束语
综上所述,500k W输电线路运行直接关系到电力传输的安全性与持续性,对居民用电意义重大。为此,要想确保500k W输电线路保持稳定安全运行,就应当在认真了解和分析雷击危害的基础上,采取相应地防雷技术措施,如降低杆塔电阻、架设地线、增设防雷设施等,并加强日常运维管理,使各种防雷技术和设施作用正常发挥,降低输电线路受到雷击的几率,从而有效预防雷电对于输电线路造成的破坏,保障电力传输正常安全。
参考文献:
[1]卢忠信.500k W输电线路防雷要点及运维管理探讨[J].科技风,2017(14):203.
[2]胡方镝.探讨500k W架空输电线路的防雷设计[J].通讯世界,2018(1).