架空输电线路防雷技术措施分析何宝兰

架空输电线路防雷技术措施分析何宝兰

(国网四川省电力公司旺苍县供电分公司四川广元628200)

摘要:架空输电线路在输送电力的过程中会受到外界环境的影响,因为雷击而引起的架空输电线路运行故障问题越来越多,每年都有因为雷击而引发的停电事故,影响了输电线路设备的安全运行,造成了严重的经济损失。所以,电力行业要加紧输电线路防雷技术的研究,提高电网系统的安全水平。文章主要对架空输电线路雷击灾害及防雷接地措施进行分析,避免更多事故发生。

关键词:输电线路;雷击;防雷

在夏季雷击现象频繁,会对配电网的运行造成比较大的威胁。对于配电网线路来说,只有采取综合性的防雷措施,才能真正地达到防雷的效果。这就要求加强对配电网线路的防雷投入,及时安装相应的防雷设备,加强线路的防雷维护工作,减少线路雷击事故。这样才能更好的减少电力系统中的需电事故,保障架空输电线路在恶劣的环境下依旧保持稳定高效的运行,进而提高供电网络的可靠性。

1架空输电线路雷击故障分析

1.1雷击现象

配电线路在运行的过程中容易受到自然界中的雷击影响,常见的雷击现象可以分为直击雷和感应雷两种。直击雷是雷云和地面之间放电直接落到配电网时或者设备上时,导致电网中的电流增大,产生过电压的现象。直击雷会产生比较大的电压和电流,例如常见的电压最大值可以达到上百万伏,而且其释放的时间非常短,能够在瞬间产生比较大的破坏性,最终导致配电线路断路。感应雷也会对配电线路传输比较大的影响,感应雷会产生静电感应和电磁感应两种形式,静电感应是由于雷云距离地面比较近,在线路中或者其它导电物的顶端感应大量的电荷,最终会产生放电现象,导致感应电荷被释放,最终产生比较大的电压冲击波,对配电线路造成严重的危害。电磁感应是在雷电的影响下,对周围的空气产生比较大的影响,导致磁场发生变化,随着磁场的快速变化而在配电线路中产生非常高的电压;感应过电压会达到数百千伏,最终导致线路传输绝缘闪络现象,对于配电线路上的设备也会产生破坏。

1.2雷击危害

一是,配电线路直接遭受到雷击。这种雷击形式会直接破坏配电线路中系统中的电杆、电塔、导线以及一切处于雷暴范围内的其他设备,给整个配电线路系统带来毁灭性破坏,极大影响人们的正常生活和作业。但这种直接雷击的形式发生的概率相当小。在实际生活中,仍需要防患未然,做好配电线路的防雷击工作。二是,雷点在向地面释放电时,雷电传输至地面与雷层之间会对相关的配电线路设备发生超负荷反应,从而使串联配电线路中的设备由于受到雷电感应而产生相应的故障。三是,当雷电击中临近配电线路的避雷针后,发生相关的反击,出现电路短路情况,此种情况即为雷击的反应破坏。

2架空输电线路防雷技术措施分析

2.1架空避雷线

为了防止输电线路遭受雷击危害,大部分输电线路都架设了避雷线,这也是高压输电线路防雷击最基本和最有效的措施,在输电线路中架设避雷线能够防止雷电击中导线,它还可以对雷电的电流进行分流,使流经塔杆的雷电流降低,减小塔顶电位。避雷线还可以对导线产生耦合作用,减小线路绝缘子的电压,避雷线可以对导线产生屏蔽作用,使得线上的感应过电压大大降低。在避雷线的使用中,输电线路电压越高,避雷线能够产生的效果就越好,避雷线的造价在线路总造价中所占的比例也就越低,所以,我国110kV以上的输电线路基本都架设有避雷线。

2.2装设耦合地线

在有的高压输电线路上,已经装设了避雷线的情况下还是经常遭受雷击,而且对于接地线的电阻也很难再进行降低,这时我们可以在导线下方再增加一条架空地线,这条地线被称之为耦合地线。耦合地线的作用不是用来减少绕击率,而是用它来使该基杆塔地网与相邻杆段的地网之间能够连接良好,这就相当于在底下埋设了连续伸长的接地体,在雷电对输电线路进行反击时能够增大对相邻杆塔的分流系数和导、地线间的耦合系数,这就相当于降低了塔杆的接地电阻,对高压输电线路形成一种保护,让线路不会发生闪络现象。实践证明,在一些经常遭受电击的输电线路上加装耦合地线后,这些线路在遭受电击后的跳闸率较原来降低了40%~50%左右。

2.3杆塔绝缘配置

通过提高杆塔绝缘配置,能够大幅提高输电线路对反击雷及绕击雷的耐雷水平,同时它还具有安装简单、成本较低的优点。现阶段提高杆塔绝缘配置的主要方法为增加绝缘子串的片数。对于重要线路或者雷击活动较高的地区,优先使用玻璃绝缘子。当绝缘子串在原来的基础上增加1到2片绝缘子时,线路的保护角也会相应减少,进一步提高输电线路防止绕击雷的能力。近些年复合绝缘子由于其质量轻、体积小,并且具有良好的防污性能,在输电线路中取得了广泛应用。但是由于其材料性能的限制,其耐雷水平相对其他种类的绝缘子串较低。在雷电活动频繁的地区,不宜使用复合绝缘子串。在进行防雷改造的过程中,复合绝缘子串需采取增加其爬电距离的措施。另外,防污闪也是提高绝缘性能的重要措施。

2.4降低接地电阻

输电线路运行的安全性、防雷效果、可靠性很大程度上取决于杆塔接地电阻。在一些复杂的地形环境下,线路在一些复杂有复杂地形的区域会很大程度上遭遇到雷击。闪络故障问题的发生可能是由于杆塔接地电阻过大,从而使电网的安全运行受到一定的影响。如果要对该地区跳闸率进行严格控制就要保证其配电网络的防雷效果。具体来说就是要合理的降低接入地面的电阻值。几种降低电阻的方法中可以采用的有接地极埋深适当增大法、外引接地法、采用降阻剂、接地面积扩大法等。这几种方法要依据现场的可操作条件,既要确保好施工的质量,又要考虑成本等问题,比如合理的添加降阻剂。

2.5安装避雷装置

一是,安装线路避雷器。线路避雷器具有良好的伏安特性,在杆塔与导线之间的电位差大于绝缘子串的击穿电压时动作,将雷电流泄放以限制雷电过电压的幅值,避免了绝缘子串发生闪络以及线路跳闸事故的发生。选择带串联间隙的线路避雷器,一方面能够延长避雷器的使用寿命,另一方面也能够提高其防雷效果。在安装线路避雷器时,因考虑线路杆塔的塔型、容易遭受雷击故障的类型等因素来确定避雷器的安装位置。例如防止110kV单回架空输电线路的反击雷故障时,则需在线路的三相导线上,全部安装避雷器。

二是,线路避雷针。对于架空输电线路来说,可以考虑在容易遭受雷击的杆塔上安装避雷针,其接地装置的电阻应当小于30欧姆,通过避雷针能够保护杆塔导线和绝缘子避免受到雷击的影响。安装避雷针对于防护配电线路遭受雷击在实践中取得了比较好的效果,在避雷针的保护范围内,从而防止配电线路在雷击下发生断线和设备损坏的现象。

三是,安装防弧线夹。导线在雷击过电压的影响下,会产生绝缘子闪络的现象,最终导致绝缘子被击穿,造成线路断路。可以通过安装防弧线夹的方法来保护线路,防弧线夹一般安装在导线高压级和绝缘子低压端的低压极,从而形成雷电放电间隙;一般安装在绝缘子的负荷侧,借助疏导工频电流的方法远离导线,从而防止导线受到雷击的影响。

结束语

综上所述,需电是一种不可控的自然现象,因此,为了减少架空输电线路雷击故障的概率,则需要采取一定的防需措施。从实际的工作中出发,根据线路所处的环境采取比较的措施,有针对性的提高架空输电线路的抗雷性能。此外,电力企业需要保持各个部分的相互协调,使得线路设计、现场施工以及线路后期维护工作相互配合,根据实际的现场条件对线路进行设计革新,保障线路的输运安全。

参考文献:

[1]马丽文.配电线路运行检修技术及防雷方法[J].科技风.2015(13)

[2]柏峰.电力配电线路故障原因分析及处理[J].通讯世界.2015(24)

[3]路林.现行输电线路运行问题及防雷保护研究[J].黑龙江科技信息.2014(25)

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