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摘要:电力系统220kV输电线路对于人们生产生活用电具有重要影响,需要切实保障其运行安全和稳定,其中需要高度重视防雷工作,避免线路受到雷击事故的不良影响。本文主要是从雷击给220kV输电线路的危害分析入手,重点介绍了220kV输电线路受到雷击的主要原因分析,阐明了防雷技术在该线路运行中的重要性及实施原则,并提出了一些科学可行的综合防雷技术,为全面有效推进电力系统220kV输电线路安全稳定运行提供良好前提条件。
关键词:电力系统;220kV输电线路;综合防雷技术
人们生产生活对于电力能源的需求逐渐增加,保障输电系统的安全和稳定,是电力系统运行过程中的重要工作内容。220kV输电线路是电力系统环节的重要组成部分,其在长期运行过程中裸露在高空中,容易受到雷击的破坏,引起自动跳闸和断电的问题,损害到整个电力系统的运行效果。对此,需要积极采用科学合理的防雷技术手段,减轻电力系统的安全隐患。
1.雷击给220kV输电线路的危害
雷击作为一种自然现象,在夏季发生几率较高,尤其是在高层建筑或者建筑物尖端方面,进而会给输电线路造成损坏。细致分析雷击带来的危害,可以发现主要是集中在了以下几个方面:(1)发生雷电的时候,会伴随有严重高热反应,因而其会给输电线路瞬间产生高达数十万的大电流,其会瞬间增加线路的温度值,如果温度达到输电线路金属的熔点,将会熔化其中的金属,严重情况下会使得线路塔出现坍塌问题。(2)雷击会引起高压效应。如果电压值达到100000伏以上,会给输电线路的正常运行造成不良影响,引发短路现象,还会容易烧毁变压器,严重情况下会导致爆炸火灾事故,给周围人员造成生命威胁。(3)电磁感应经常会伴随着雷击事故的发生而出现,其会使得220kV输电线路产生电磁场,增加传输电流,严重危害到输电线路的正常运行。
220kV输电线路受到雷击的主要原因分析
电力系统220kV输电线路实际运行过程中,会受到雷击事故的影响,主要原因在于以下几个方面:(1)防雷设计水平不够高。当前多数220kV输电线路系统在设计防雷手段的过程中,采用针式绝缘子,如果损坏了绝缘体将难以在短时间内发现故障问题,特别是当前很多线路中使用耐压类型的35kV绝缘子,会较好耐受雷击后的高压,基本上可以保持着正常工作状态,这也就意味着难以发现其中的问题。(2)安装杆塔和输电线路设备的过程中存在着一些不合理的情况,主要是集中在防雷设备选择不够科学,焊接点不够紧密,避雷器质量较差,以及测试接地电阻仪器使用环节不够规范等。
3.电力系统220kV输电线路防雷工作的重要性及原则
220kV输电线路在电力系统的整体运行过程中分布较为广泛,关系着人们的日常生产生活状态,且多数处在一些较为裸露的地区,容易受到恶劣天气的影响,受到雷击事故影响的几率较高。雷击会导致220kV输电线路的电压不够稳定,引发一些自动切断线路、跳闸现象,带来一些不必要的损失,给人们的正常用电造成负面影响。切实开展220kV输电线路的防雷工作,将能够避免线路受到雷击的危害,保障线路的安全稳定运行,提升电力供应系统的安全系数,降低维修成本的消耗,给社会公众提供高质量的电力能源。
具体开展电力系统220kV输电线路防雷工作的过程中,以坚持着尽可能降低雷击产生的线路损失为主要原则,从实际情况入手,结合不同区域的具体现状采用不同的防护手段,重点是分析地区自然环境条件、生态状况、地理环境状态等,设计出科学合理的防雷技术措施,实现防雷的目标。同时还需要定期开展220kV输电线路的分段评估工作,预估可能出现的安全事故,补充评估已经破损的线路,尽量减少雷击现象产生的负面影响。
4.电力系统220kV输电线路的综合防雷技术手段
4.1安装防雷设备
4.1.1安装避雷线
在防护220kV输电线路雷击事故的过程中,避雷线发挥着积极作用,主要是因为避雷线可以引导雷电离开线路本身的位置,减少输电线路受到雷击,发生不必要损害的情况;避雷线拥有着分流和引流的良好效果,将220kV输电线路受到雷击事故产生的多余电流加以有效控制。导线拥有着耦合性,在220kV输电线路安装避雷线也主要是借助于导线的这一特性降低输电线路中的绝缘电压,避免感应电流、感应电压的产生。在大量的220kV输电线路防雷实践中,可以发现如果输电线路所通过的电压越大,避雷线也就可以发挥更好的防雷效果。避雷线本身的应用成本较低,其能够被广泛应用在电力系统220kV输电线路防雷作业中。避雷线应用过程中表现出明显作用:(1)吸引雷电,减少输电线路受到雷电直击;(2)以强大分流作用控制好雷击事故产生的巨大电流,避免电流进入杆塔情况出现,降低电力设备受到的损坏;(3)屏蔽输电线路的电压,减少电流影响,从而减少电压不稳定产生的不确定因素;(4)在导线耦合作用下,有效抑制好绝缘体的电压,使得绝缘体电压得以有效控制。
4.1.2安装避雷针
避雷针同样在220kV输电线路防雷工作中发挥着有效作用,其将雷云的放电方向加以及时改变,避免雷云直接打击输电线路,其在改变原有放电电场方向的同时,使得雷击转移到避雷针连接的接闪器中,从而避雷针会释放出雷击的电荷,使得输电线路受到的损害有效减少,保障了用电的安全性。避雷针相较于避雷线而言,可以针对空气中的弱雷、强雷加以综合控制,避免220kV输电线路受到雷击影响。装设避雷针的过程中,需要注重将设置在220kV输电线路杆塔挂靠点位置,和杆塔保持着45°的倾角,一般采用3m长的两个避雷针可以起到良好效果。
图1避雷针
4.1.3安装自动重合闸装置
电力系统220kV输电线路本身拥有着良好的修复性,如果其受到雷击的影响,将能够在短时间内控制好雷电引起的一些问题,包含工频电弧、冲击闪络方面的跳闸情况,从而给输电线路的安全运行提供较好保障。合理安装好自动重合闸装置,可以帮助220kV输电线路自动判断故障类型,分辨其是永久性还是临时性的,进而采用科学合理的应对手段,保障线路运行的稳定性。以单相闪络为例,其是在中性点接地电网中的雷击线路中形成的,积极采用科学合理的方式开展控制工作,通过安装单相自动重合闸的方式将可以起到良好的处理效果。
4.1.4安装线路避雷器
在线路杆塔安装好一定避雷器,使得避雷器电压低于其与导线之间的电位差比,发挥避雷器分流作用,减少绝缘子有闪络问题。避雷器可以有效应对雷击跳闸事故较多的问题,保障输电线路的安全性。具体安装避雷器过程中:(1)无间隙型。将避雷器和导线直接连接,针对冲击能量加以稳定吸收,避雷器可以有效完成不带电状态,处理好设备老化的问题。(2)带串联间隙型。在空气间隙作用下连接避雷器和导线,使用避雷装置承受工频电压,拥有着较高可靠性、安全性,应用寿命也较长。
4.2接地防雷技术
4.2.1科学降低杆塔的接地电阻
积极实现电力系统220kV输电线路的防雷目标,需要注重科学有效降低杆塔的实际接地电阻,使得雷击塔顶环节的过电电压得以有效控制,避免雷电流产生的冲击过大,进而将跳闸现象的发生概率加以有效降低。接地电阻会受到接地电电极、土壤电阻率方面的影响,因而需要充分结合220kV输电线路杆塔情况设置合理的接地电阻,使其达到良好的防雷效果。如土壤电阻处于100Ω以下,工频接地电阻需要控制在10Ω以内,在实际降低杆塔接地电阻的过程中,要合理改变好土壤的电阻率和接地电极[1]。
4.2.2合理架设耦合地线
通过降低杆塔的接地电阻可以起到良好的防雷效果,但是对于一些电力系统220kV输电线路来说,其所处的地理环境并不足以采用合理性的方式降低接地电阻,其中可以使用架设耦合电线的方式来处理。这种方式实际应用过程中,主要是将接地线接入到导线下方,全面提升线路的实际防雷效果,避免跳闸现象的发生[2]。耦合地线的会用,一方面降低了杆塔的分流系数,另一方面给接地电阻率较高的地区附近设置好相应的散流系统,从而降低塔顶的感应电压。在架设耦合地线的环节中,有效强化了导线和地线之间的耦合程度,减少了塔顶受到雷击供给的情况。
4.2.3使用消弧线圈接地方法
空旷地区的雷电活动较为频繁,如果电力系统220kV输电线路所处在的地区接地电阻较高,需要积极使用消弧线圈加以接地的方式开展防雷工作。消弧线圈主要是使用了带铁芯的电感线圈,如果220kV输电线路受到雷击影响,这一线圈会降低放电处的电压,达到减轻雷电损害的目标。如果二相和三相受到雷击的影响,一相导线的应用不会使得跳闸几率有所增加。充分结合地线和导线闪络的有效作用,线路的耦合性,将能够使得未发生闪络绝缘子电压有所下降,提升线路的抗雷性[3]。
4.3强化防雷措施
开展220kV输电线路防雷工作的过程中,需要积极加强多方面的管控手段,开展全方位的防雷作业。首先,要开展接地巡检工作,及时发现接地线运行过程中存在着的问题,并加以良好处理。面对夏季变化较大的天气,需要结合输电线路的实际运行情况、防雷措施的运行状况,实施多方位巡检活动,调整和完善防雷避雷措施,制定出科学完善的工作规划。其次,切实开展深入细致的接地测试工作,实施统一防雷作业,合理整改避雷器,使其发挥最大化优势。再者,全面总结以往220kV输电线路运行过程中的雷击事故,明确各项设备的实际运行状态,判断各项设备和防雷技术手段是否良好适应220kV输电线路的防雷需求[4]。
5.结束语
雷击事故的存在,会给电力系统220kV输电线路的正常运行造成不良影响,进而给电力能源的运输带来危害,需要积极采用科学合理的防雷技术和手段,加强综合管控工作,结合线路运行实际,选择合适的防雷设备加以安装,选用科学有效的接地防雷技术,并确保防雷措施落到实处。
参考文献:
[1]樊志超,赵瑞东.220kV高压输电线路防雷接地技术的相关研究[J].通信电源技术,2018,35(10):59-60.
[2]何发达.220kV输电线路综合防雷技术与接地电阻设计[J].低碳世界,2017(18):80-81.
[3]李金发,张林峰,石斌.刍议220kV高压输电线路防雷接地技术[J].通讯世界,2017(10):124-125.
[4]俞飞.220KV高压输电线路防雷接地技术研究[J].现代经济信息,2018(7):387-388.