(国网山西省电力公司古县供电公司山西临汾042400)
摘要:架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面,常用的防雷改进措施有:架设避雷线、安装避雷针、加强线路绝缘、采用差绝缘方式、装设藕合地线或辆合地理线、升高避雷线减小保护角、装设消雷器及预放电棒与负角保护针、使用接地降阻剂等。解决线路的雷害问题,要从实际出发因地制宜,综合治理。
关键词:架空;输电线路;防雷
1架空输电线路防雷措施概述
利用架空输电线路可以将电能分散输送到各个不同地区的电力需求用户。同时,架空输电线路还将各个不同区域的发电站、变电站以及电力用户连接起来,形成了一个能够实现电力输送和交换的多级电力网络。部分架空输电线路的长度有时可以达到数百公里甚至更长,因此一旦架空输电线路由于故障出现跳闸时将难以确定其具体位置。导致架空输电线路跳闸的原因有很多,而雷击则是其中的主要因素。所以,针对架空输电线路的雷击特征制定切实有效的防雷措施就显得尤为重要。
任何防雷措施都离不开接地系统,做好架空输电线路防雷工作的一个核心问题就是做好接地工作。输电线路杆塔良好的接地装置就是架空输电线路防雷的一个重要措施,通过良好的接地装置可以保证雷击电流能够被引入地下,确保线路设备不受雷击影响和损坏,进而确保输电线路不出现跳闸。此外,为架空线路设置避雷针、避雷线也是一种有效的防雷措施,通过避雷针、避雷线可以避免雷电直击电缆,防止过电压破坏电缆的绝缘性。在雷电击中避雷针、避雷线后,雷电流将沿着它们进入大地,这就保证了架空线路的安全。与此同时,雷电流在避雷针、避雷线中传导时,还会与线路导线通过耦合作用形成一个感应行波,同样会对线缆的绝缘性造成影响(虽然与雷电直击造成的影响相比很小)。
2架空输电线路防雷工作存在的主要问题及原因
2.1杆塔环境因素
接地电阻受到土壤、地形以及地质等方面的影响。当杆塔设置在裸露的岩石处时,土壤的接地电阻率一般超过1oooπ・m,从而给杆塔的接地电阻造成影响。部分地区地形、地质、土壤条件复杂,使得杆塔的设置区域土层很薄,甚至是完全没有土壤覆盖,导致土壤电阻率过高,对杆塔接地电阻的性能影也较大。
2.2工程设计因素
近年来,随着我国电网基础设施建设的力度不断加大,线路的工程设计量也迅速增加,大部分电网工程设计过程中都存在着设计周期短、工作量大的问题。而当前建设的架空线路又大多是在地形复杂、勘察难度大、架设困难的山区,这进一步给勘察设计工作带来了难度。再加上一些工作人员实际设计经验不足,不能对土壤的实际电阻率进行估算,从而导致杆塔的设计接地形式不能适应架空输电线路正常使用的需求。
2.3架设施工因素
由于架空输电线路的架设通常是在交通不便的山区,这些区域的电阻率较高,给线路的架设工作带来了困难。此外,杆塔的接地工程属于隐蔽工程,在施工过程中监督较为困难,容易出现接地体埋深不足、不按图纸施工、回填土不符合要求以及降阻措施不到位等问题,这些都对架空线路的施工质量有重要影响。
3架空输电线路的防雷措施
3.1减少输电线路的保护角
架空输电线路上都会安装相应的避雷针,而避雷针保护角的调整非常关键,如果是在地面倾斜角较大的区域,可以考虑减小保护角的方式来改善对输电线路的保护范围。将输电线路上两根避雷针各自向外侧移动一定的距离,这样抵消全部或部分地面倾角对避雷保护的影响,从而提高输电线线路的防雷水平。特别是在山区位置的架空输电线路,输电线路受到雷击电流的影响非常严重,而采用较小线路保护角的方式是山区架空输电线路主要防雷措施之一,而且还具有较好的经济性。
3.2增加输电线路的接地引流线
输电线路的接地引流线能够提高输电线路杆塔的泄流能力,在遇到较强的雷击电流时,如果输电线路杆塔的泄流能力不足以将强大的雷击电流导入到大地的话,剩余的雷击电流就会对架空输电线路造成一定的损坏,因此,通过增加输电线路的接地引流线,可以有效的提高架空输电线路的防雷水平。正常来说架空线路的接地线与杆塔的挂线之间是相互接触的,而在这种情况下,架空地线与杆塔却缺乏可靠的接地,一旦受到雷击电流的影响,极易造成线路烧熔短路的现象,这种现象也可以说是雷击电流泄漏的一个间隙。因此,要弥补这部分的缺陷,必须增加接地引流线,将杆塔两侧的架空地线跳通,这样跳通后的底线可以与塔体有着可靠的连接性,直线杆塔也会增加接地的引流线,从而对接地引下线和架空地线连接系统起到有效的改善,提高输电线路以及杆塔的泄流能力,进一步提高架空输电线路的耐雷水平。
3.3降低架空输电线路塔杆的接地电阻
架空输电线路的塔杆都存在一定的接地电阻,而接地电阻的高低直接影响雷击电流导入大地的效率,如果输电线路杆塔的接地电阻过大的话,在雷击电流过大的情况下,千人去过一个独木桥势必会降低通过率,而剩余的雷击电流将会对输电线路造成一定的损坏,甚至引发损毁断路的故障,而输电线路杆塔的接地电阻较小时,也就是将独木桥换成宽敞的一次性能够通过多人的大桥,这样雷击电流的通过率也会提高,会在最短的时间内将雷击电流泄入到大地,从而避免了雷击电流对输电线路造成损坏,因此,降低架空输电线路塔杆的接地电阻是提高输电线路防雷的一项重要措施[5]。降低输电线路塔杆接地电阻主要有以下几种形式:改良输电线路塔杆的接地土壤,接地土壤对接地电阻也有着一定的影响,对于一些杆塔接地土壤不好的,可以采取换土的措施来改良土壤,降低杆塔的接地电阻;采用外引接地方式,如果输电线路杆塔附近存在池塘、河流等水域,可以将接地外引至这些水域中,并装设水下接地网,从而起到降低杆塔接地电阻的目的;增加接地极的数量和深度,接地极是输电线路杆塔接地的主要泄流路径,可以增加接地极的埋入深度以及埋入的数量,从而实现降低输电线路杆塔接地电阻的目的;采用降阻剂,随着社会经济的不断发展,化学药物的研制更为广泛,针对各行各业的化学药物研制也都有着一定的突破,降阻剂是可以降低电阻的一种工具,可以在输电线路杆塔下放接地极周围施加降阻剂,从而起到降低电阻的作用。
3.4架设避雷线
一般情况下雷击电流如果直击到输电导线上的话,不仅增加了输电线路上的电流量,对输电线路还具有一定的打击性,为了避免雷击电流直击输电导线对线路造成的损坏,可以适当的架设避雷线,增加架空输电线路的防雷水平。架设避雷线是架空输电线路常见的防雷措施,不仅具有防止雷击直击输电导线的作用,同时还具有以下几方面作用:对导线的耦合作用,能够有效的减小架空输电线路上的绝缘子电压,降低雷击电流对输电线路的破坏;分流作用,能够减小流经输电线路杆塔的累计电流,有效的降低塔顶的电位,降低电位过高对输电线路造成的损坏;屏蔽作用,可以对导线起到屏蔽的作用,有效的降低输电线路上的感应电压,将雷击电流对输电线路的影响降至最低。
4结束语
架空输电线路的防雷从工程设计阶段就要认真加以考虑,应根据本地的实际情况,采取切实可行的防雷方案,选用质量可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备,同时,真正按照等电位的原则,做好符合要求的共用接地网,综合考虑防雷与接地,只有这样,输电线路和设备才能避免遭受雷击。
参考文献:
[1]张之林.议电力工程中的输电线路防雷措施―以架空输电线路为例[J].装备制造,2012(11).
[2]潘广亮.浅析架空输电线路的防雷接地[J].电子世界,2012(17).