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摘要:110kV输电线路在我国分布广泛,输送电力范围也比较大,基本实现了全国覆盖,极大地方便了居民的工作与生活。但在110kV输电线路运行过程中,经常受到雷电因素的影响,尤其是山区或丘陵地区,遭受雷电的可能性更大,轻则导致线路外部绝缘体严重受损,重则使整个输电线路陷入瘫痪,影响电力资源的正常供应。本文从110kV输电线路防雷技术原理出发,针对实际情况浅析了防雷技术的综合运用以及线路运行维护管理方式,以期为提高我国110kV输电线路的稳定性和安全性提供参考。
关键词:110kV;输电线路;防雷技术;运维
1导言
近年来,一些发达地区电力需求不断增加,带动着110kV输电线路数量不断增加。由于线路分为比较广泛,部分处于雷电高发地区,需要设置防雷设置。从实际情况来说,虽然具有一定的抗雷击能力,不过部分地区线路基础设施不够完善,加之运维管理不到位,极易出现雷电事故,因此需要强化运维管理。
2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。
3110kV输电线路防雷技术
3.1架空绝缘避雷线
作为对110kV输电线路采取的防雷措施中最常见的一种,架空绝缘避电线在我国绝大多数架设的110kV输电线路上均被采用。其具有两方面的优势特点。一方面,由于其能够直接架设在输电线路上,避雷线在出现雷击风险时能够实现有效对雷击进行拦截,防止其对正常的输电线路造成不利影响。另一方面,避雷线引导雷电流向大地,有效避免输电线路因受到雷击而出现的输电中断的现象。我国的架空绝缘避雷线技术主要通过降低接地网的电阻、采用双型避雷线保护角两种措施实现最佳的防雷效果。采取复合型接地的物理方法以及对土壤导电率控制的化学方法,可以有效减少接地网的电阻,实现较好的引导及释放雷击效果。另外,相较于传统的单型避雷线,双型避雷线具有更好的避雷效果,保护角的应用也能加强其避雷效果。我国电力主管部门规定偏远地区的110kV输电线路需采用这种双型避雷线的设计,以减轻在恶劣雷暴天气下输电线路的受到的损害
3.2安装避雷装置
一般来说,110kV输电线路架设的高度较高,加之地形复杂,在雨水天气下,因为泥土电阻率的影响,使得雷击几率得以提高,影响着输电线路安全可靠运行。基于此,多采取安装避雷装置的方式,来提高输电线路运行的效率。为了保证防雷效果,在安装时,要结合线路架设的高度,合理选择避雷装置,做好安装把控,提高线路运行的抗雷击能力,减少线路遭受雷击的次数。使用绝缘性能较好的避雷装置,将其安装到线路杆塔上,减少雷电的破坏,全面提高线路的抗雷击水平。目前,新型石墨防雷接地装置,已经被推广应用。其在高土壤电阻率条件下应用,具有一定的优势。以某110kV输电线路改造工程为例,在2016年,对工程中土壤电阻率较高的铁塔,总计7基,更换了新型石墨防雷接地装置。从工程改造检测数据来看,该装置的应用,获得了不错的效果。部分检测数据如下:①5#。土壤电阻率1980Ω;工频接地电阻13Ω。②6#。土壤电阻率2010Ω;工频接地电阻14.7Ω。③7#。土壤电阻率1890Ω;工频接地电阻13.5Ω。
3.3安装自动重合闸装置
闪络现象是指绝缘子附件空气击穿而出现绝缘子表面电压释放的现象。通常情况下,雷电击中后输电线路架设塔塔顶的承压水平会明显降低,从而导致输电线路跳闸、电力配送中断的后果。由于雷电打击对线路的影响时间十分有限,闪络现象的出现能够使输电线路遭遇雷击后恢复架设塔塔顶的承压水平,自动重合闸装置能避免出现跳闸等输电线路故障,极大提高了输电线路的耐雷水平以及输电的可靠性。因此,为了有效地减轻雷击对输电线路的损害以及保证输电线路的稳定性,在对输电线路进行架设时不仅要安装相应的电路保护措施,还要将相应的避雷设备与重合闸进行结合,在受到雷击或出现闪络现象后,使输电线路跳闸后能够自动恢复线路供电。
3.4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。
耦合地线的安装能够起到防止雷电反击的作用,对输电线路薄弱点进行有效保护,但是一旦设置了耦合地线,就会降低雷击分流作用,导致杆塔周围大气电场分布存在异常,遭受雷击的概率也会提高。因此,在架设地线时,必须加强对终端接地电阻的控制,增加绝缘子的数量,使电阻值降低,这样输电线路的防雷作用就能得以增强。
4110kW输电线路防雷技术运维管
4.1地下接网的管理
地下接网通过对雷击的有效引导与释放,减轻了雷击对线路正常输电的影响,提高了线路的耐雷水平。由于地下接网常常受到强雷打击承受巨大的电压,以及受到酸性土壤和雨水的腐蚀影响,其抗雷效果会逐渐减弱。在地下接网的运维管理中,应根据地区气候环境条件合理对其进行常规检查,及时更换,以此保证输电线路的安全性。
4.2做好特巡维护工作
对于110kV输电线路,采取运维管理措施,要做好雷雨发生时的特巡维护工作。当发现特大雷雨天气时,要及时组织运维管理人员,针对管辖范围内的输电线路,进行检查[2]。若发现输电线路产生了雷击跳闸故障,则需要及时采取故障处理措施,提升其抗雷击的能力。对于运维管理部门来说,夏季高温时期,运维管理工作量较大,若突发雷电天气,引发110kV输电线路故障,要及时响应应急预案,做好相应的处理。基于此,为了保证突发事件得以有效处理,需要提前制定夏季110kV输电线路运维管理方案。在制定时,要结合本地区雷电发生的特点,了解处于雷电高发区域的输电线路,做好预防措施,制定应急处理方案。
4.3耐雷技术运维管理
输电线路的避雷器及绝缘子的性能直接影响110kV输电线路的耐雷水平。在耐雷技术运维管理中,应及时对故障或是性能不符合标准的设备进行替换。另外,在雷暴天气频繁的地区要对输电线路进行合理规划,加强避雷线的使用,提高110kV输电线路的耐雷水平。
结束语
综上所述,对于110kV输电线路的防雷工作,可采取的技术手段较多。为此,要想确保110kW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]崔兴佼,林春旭.110kV输电线路防雷要点及运维管理探讨[J].科技创新与应用,2018(23):193-194.
[2]肖定静.浅析110kV输电线路综合防雷技术与接地电阻的设计[J].山东工业技术,2018(13):162.
[3]陈俊.110kV输电线路防雷技术综合应用与运维管理[J].山东工业技术,2018(12):143.
[4]彭思成.110kV输电线路防雷要点及运维管理探讨[J/OL].中国战略新兴产业:1-2[2018-10-07].