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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;运维技术
1.输电线路的防雷设计
1.1建设避雷线
我国最多的防雷方式是对避雷线的搭建,搭建避雷线的原因有两种,首先就是对其的投入资金比较低,其次就是对防止雷击的效果也是比较明显的。之所以避雷线为什么会有这么好的避雷效果,其只要的原因是利用了相导线,因为相导线能阻挡雷电的袭击,过后在运用架空的导线把阻挡下来的雷电导入到地下,从而达到了避免雷击的效果。避雷线搭建的地方是在机杆塔下,而且是和地面相互连接的,在每个空挡的距离处都有两根避雷线,从而形成一个闭合回路,在运用避雷线根据每一个小空隙的地方来与地下实现一个绝缘。这样不但可以对输电线路产生保护的作用免受电机的清洗,而且对整个输电线路中的绝缘体可以有效地避免受到损伤。此外,在雷电突然袭击的时候,设置的输电线路可以承受比普通电流的数千倍,而且还能对电流的起到导出以及控制的效果,从而使得供电的运行功率减小,给塔杆起到保护的作用。
1.2优选杆塔防雷技术
(1)地形地势。平原和山区的输电线路需要选用不同的防雷技术。因山区地形地势较为复杂,所以在平原地区适用的防雷技术,如架设耦合地线,无法在山区线路杆塔中使用。(2)杆塔结构。如果杆塔的型号不同,则塔头和横担的距离与长度均会有明显差别,所以在选择防雷技术时,必须予以充分考虑。比如,如果杆塔横担较短,则不能使用避雷器。(3)绝缘配置。在实施措施配置的过程中,应对现有的绝缘配置进行分析,如果现有的绝缘配置有很高的水平,则无需通过加强绝缘来进行防雷改造。(4)已有措施。如果线路杆塔上已经安装了某些防雷措施,则在方案选定过程中,应对其给新方案的使用带来的影响进行分析。(5)跳闸超标。避雷器具有最高的雷电防护性能,但是考虑到避雷器造价高昂,并且维护修理难度较大,所以在改造过程中应对其使用比例进行控制。在防雷性能计算后,得出绕击与反击的跳闸超标情况,如果在20%以内,则不建议这种杆塔配置避雷器。
1.3采用合适的防雷接地装置
接地电阻是防雷措施中一个重要的参数,在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的,所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置,使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大,线路遭受雷电袭击时,杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象,导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位,对输电线路绝缘有一定的好处。输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境,受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应,通过导线将接地体与避雷线相连接,埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢;由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高,为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积,接地网的电容与其面积成正比,电容值越大对应的电阻值将会越小;增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻。
1.4避雷保护系统设计
避雷线的主要作用是将因雷击放电产生的强电流引入地下,避免线路发生闪络和击穿绝缘子。为了保护输电线路免遭雷击,220~750kV线路应全线架设双避雷线。1线路可沿全线架设避雷线,在山区和强雷区应架设双避雷线。在中低压输电线路,在雷击事件发生概率较大的区间配备避雷线。
同时,还需要在线塔顶部以及变电设施等处设置避雷针,将雷电过电流引向接地装置,泄放大地。对于雷害高发区,地闪密度较大,雷害情况严重等地区的高压架空输电线路还可采用单独设计引雷塔进行防雷,引雷塔塔头上的可控避雷针高出被保护物的突出地位,形成负保护角,将雷云放电通道引向自身,然后通过引下线和接地装置将雷电流泄入大地,引雷塔防雷效果好且保护范围大
2.输电线路运维技术
2.1完善输电线路安全运行管理机制
为确保能安全稳定运行输电线路,必须保证输电线路安全运行管理机制较为完善,可靠管理输电线路,提高输电线路的管理水平,提升输电线路工作的科学性与安全性,有效降低电力安全事故的发生频率。根据安全管理的相关法律法,合理可靠地完善输电线路安全运行管理机制,制订出没有漏洞的规范、安全管理措施,并严格按照相关管理规定进行输电线路的日常安全管理。加强对工作人员的教育与培养,提高工作人员的专业知识和技能水平,提升工作人员的综合素质,使得相关工作人员进行输电线路巡查、维护、检修、管理工作时能严格遵守规章制度。完善、更新各种类故障处理方案,使故障管理体系完整、全面,从网架结构、工程管控、送维管理、用户管理、计划管理等方面整理输电线路网停电的相关原因,以保证合理控制计划停电和减少停电故障的实现。定期巡查输电线路的设备元件等,检查线路有无短路故障、断线、倒杆、损坏等,及时发现问题,并维修和更换破损的元件和老化的线路,保证输电线路的安全运行。
2.2重视监测记录与预警工作
在输电线路运行检测过程中,工作人员要准确记录相关的数据和信息,在检测完成后,将记录结果输入到GPS巡检器中。提升输电线路运行检测工作的自动化及智能化水平,为后期整体分析工作提供更多、更可靠的数据支持。与此同时,电力企业要在输电线路预警工作中投入相应的人力、物力与财力,合理应用GPS定位技术,实现输电线路实时监测的目标,同时,完整记录输电线路运行的检测内容,在输电线路发生断裂、短路、放电以及接地等故障时,会在第一时间启动预警体系,发出警报信号,工作人员会尽快赶往现场进行调查和处理,在短时间内解决相关的问题。除此之外,电力企业要配备数量充足的运维人员,选拔运维人员时,要综合考虑应聘人员的专业水平、应变能力以及综合素质,等等,构建一支高水准的运维团队;在后期工作中,企业还要根据规定和要求对运维人员进行专业化培训和安全教育,提升其安全意识和专业水平,掌握更多的运维方法和技术,能够更加从容的应对输电线路的运行与维护工作,提升输电线路及电力系统运行的稳定性。
2.3完善在线自动监测系统
加强对输电线路的状态检修工作,确保及以下输电线路处于稳定运行状态。而运用在线自动监测系统,实时监控线路运行状况,减少发生故障可能性:(1)结合状态分类原则,对输电线路区域实行24h的监督,一旦发生故障点则发出报警信号,由检修人员在现场进行故障排查,针对测试的结果制定合理的检修方案,提高检修效率与故障定位精确性。(2)运用线路故障的实时定位系统,可快速查明故障点,提高区域检修的快捷性,降低停电时间和范围。
3.结语
在输电线路的各类影响因素中,雷击灾害对于线路造成的损伤是十分严重的,甚至有可能引起较大规模安全事故。所以电力企业应不断加强对输电线路的防雷安全设计,通过采取具有针对性的有效措施,降低线路遭受雷击的概率。同时,电力企业还要不断强化对输电线路的运行检修与维护工作,提升线路整体质量,防患于未然,保证输电线路的稳定运行,促进我国电力事业的进一步发展。
参考文献
[1]李国宝.输电线路雷电灾害防御体系建设研究与应用[J].山西电力, 2019(04):22-25.
[2]李平,朱海波,杜超,张涛.架空输电线路防雷措施研究[J].通讯世界, 2019,26(08):328-329.