基于架空配电线路雷击分析与防治对策

基于架空配电线路雷击分析与防治对策

王德坚

(广东电网有限责任公司肇庆广宁供电局526300)

摘要:随着我国经济和社会发展速度的不断加快,架空配电线路在社会生产及人们生活中的作用越来越明显。我国在十几年前就已经制定了关于架空绝缘导线的技术标准和规范,这对我国架空绝缘导线技术的发展和应用起到了重要的推动作用,随着此技术的不断发展,架空配电线路的绝缘率也得到了不断的提升,有效保障了电力供应的可靠性和稳定性。然而,由于雷击威胁的存在,对架空配电线路的正常运行以及人们日常生活造成了严重的影响。本文首先对架空绝缘导线的应用情况进行了简单阐述,分析了架空配电线路雷击问题,最后提出了预防雷击的相关措施,为进一步保护架空配电线路的安全运行和维持电力的正常供应提供有效参考。

关键词:架空配电线路;雷击;防治

引言

有关调查表明,在所有的雷害事故中,架空线路雷击事件的占比非常高,严重影响了我国电力的安全。通常情况下,架空线路杆塔高度较低,由于树木及建筑物的存在,很难受到雷电击中。但是由于架空配电线路绝缘水平不足,同时缺乏有效的避雷线保护,对于一些中、低架空配电线路来说,雷击的几率会明显增加,从而引起跳闸,严重情况下还会造成雷击伤害事故,极大的了威胁社会财产安全。另外,对于一些绝缘水平差配电线路来说,高压感应雷也会造成极大的安全威胁,所以,相关企业和单位必须要对架空配电线路加强保护,采取合理、有效的防雷措施,使配电网的安全运行得到充分保障。

1.架空绝缘线路的应用

架空绝缘导线主要是由部分绝缘材料构成,绝缘保护层分为两种,一种是厚绝缘层,一种是浅绝缘层。这两种绝缘保护层存在较大的差异,其中薄绝缘层只能短时间的接触树木,但厚绝缘层能够和树木进行多次长时间的接触,绝缘层材料主要以聚乙烯为主[1]。架空绝缘导线的应用能够使外界因素的影响得到降低,有利于减少树木、灰尘及空中金属膜导致的接地事故。同时还具备防腐蚀的性能,线路外层的绝缘层能够起到抗氧化和抗腐蚀的作用,能够延长线路的使用寿命;架空绝缘导线的设立能够增加原线路的绝缘性能,缩短了线路之间的距离,进一步降低了支撑件的绝缘要求。

在一些金属灰尘较多、盐雾浓重以及污染严重的区域通常都会应用架空绝缘导线。其次,在一些树木多、雷电频发以及城市线路改造的地区也会应用架空绝缘导线。在架空绝缘导线的铺设中,通常以水泥杆作为支撑配件,采用单根铺设的方式,附件主要有铁、陶瓷等。架空绝缘导线主要包括两种规格,一种是铜芯,在开关设备以及变压器的向下引线中应用较多,还有一种是铝芯,铝芯使用范围要比铜芯更加广泛。

2.架空配电线路雷击问题分析

2.1雷击引起绝缘导线断线

近些年来,在配电网中架空绝缘导线的应用非常广泛,然而由于雷击的影响,绝缘导线会发生断线问题。有关研究调查表明,当架空绝缘导线受到雷击时,会在短时间内受到综合力以及内热作用,导致架空绝缘导线的断裂。当有雷电过电电压闪络产生时,线路会被雷电击穿导致线路发生短路。其次,由于电网工频电压的存在,导致其产生续流,会使电弧能量迅速上升,雷电击穿绝缘层的位置会出现局部过热情况,导致绝缘导线断线的发生[2]。与此同时,由于雷击过程中会有较大的电位差存在,电位差会导致电弧的电磁推力的形成,随着电磁推力的不断增加,使绝缘导线的负荷超过极限承受范围,导致绝缘导线的断裂,此绝缘导线的断裂面较为平整。

2.2雷击会增加线路跳闸几率

如果架空配电线路的绝缘水平过低,当受到雷击时极容易发生跳闸情况。在实际调查中发现,感应过电压容易引起雷电过电压。有试验表明,雷击闪络出现频率与绝缘导线的质量有着紧密的联系,高质量的绝缘导线会使雷击闪络的频率大大降低。此外,绝缘子质量的高低会对线路绝缘水平产生直接的影响,而绝缘子闪络又会受到冲击放电电压水平高低的直接影响,所以,可以通过降低绝缘子的闪络频率,来最大程度的减少雷击闪络,具体来说就是要提高绝缘导线的水平。

当架空配电线路维护工作不到位时,雷击也会增加跳闸几率。配电线路通常都暴露在空中,架空配电线路中缺乏检测绝缘子的设施;由于配电线路长时间使用出现了老化情况,没有得到及时维护更新,导致绝缘子出现零值、低值情况;另外,配电线路受到各种污秽物的干扰,会对绝缘子造成不良影响。以上这些问题都会导致导线绝缘水平的下降,引起雷击事故。

2.3线路、设备配置不合理导致雷击事故

受到雷击的影响,很多变电站、发电厂的隔离开关、断路器以及主变压器会被损坏,有调查发现,变电站和发电厂中的绝大部分雷击事故,都是由于主要线路被雷电入侵导致的[3]。在过去建设配电线路的过程中,为了减少由于雷击导致架空配电线路跳闸的几率,会将线路绝缘水平提升上来,以此来降低雷击闪络的几率,然而在高绝缘水平线路的基础上,雷电波无法得到泄放,会沿着线路向变电站入侵,导致变电站的各类设备受到了不同程度的破坏,还有可能对电力工作人员的人身安全造成损害。

3.架空配电线路的雷击防治措施

3.1提高配电线路的绝缘水平

(1)将线路的绝缘水平提升上来。针对局部线路可以通过加固绝缘层的方式来提高线路的绝缘水平,此种方式能够保证雷击时,雷电只能从绝缘层边缘经过而不会损害线路。有研究表明,通过将局部线路绝缘水平提升上来,能够有效避免雷击断线的情况。(2)部分绝缘子冲击放电电压值比较高,通过更换这些绝缘子,也可以使线路的绝缘水平得到提高,能够保证线路的雷击抵抗能力。(3)耐雷合成绝缘子的应用。有试验表明,通过应用耐雷合成绝缘子,能够起到分散电位的作用,使线路绝缘水平得到提升。(4)降低杆塔和地面之间的阻值。在建设线路过程中,可以采取填充降阻剂以及水平外延接地的方式降低阻值,使线路绝缘的效果得到提升。

3.2安装避雷器

对于特殊线路可以通过安装避雷器的方式进行防雷。架空配电线路在各个区域有着广泛的覆盖,不可能所有线路都安装避雷器。所以,相关工作人员只能针对部分线路通过安装避雷器的方式进行保护。一般情况下,配电线路分支处、杆塔均属于雷害频率较高的位置,在这些地方需要进行避雷器的安装,减少雷击事故的发生。在避雷器的类型选择中,首选是金属氧化锌避雷器,和其他类型的避雷器相比,金属氧化锌避雷器具有免维护、防爆脱离等特点。另外,还要对避雷器的安装过程进行重视,避免产生地下引线以及地阻超标等问题。

3.3对架空配电线路定期维护

(2)定期维护绝缘子。将绝缘水平较低的线路清除掉,能够有效降低由于雷击导致跳闸和雷击闪络问题[4]。因此,要及时对线路中出现负值、低值的绝缘子进行清除,并对架空配电线路实施检修和维护。(2)定期维护避雷器。在正式使用避雷器之前,要对其进行检测和维护,对其避雷效果和运行状态进行总结。并通过预防性试验,减少避雷器在运行中出现的问题,避免避雷器发生爆炸等具有较大危害性的事故,对供电安全造成严重威胁。

4.结语

综上所述,为了减少架空配电线路的雷击损害,保证我国电力能源的正常供应,应当采取有效措施不断提升架空配电线路的绝缘水平,针对关键线路安装高质量避雷器,对电路进行定期维护,使我国架空配电线路的防雷水平得到有效提升。

参考文献:

[1]尹广力,宋凯.高压架空线路的雷击事故与防范对策[J].华北电业,2018(1)70-71.

[2]郑波.基于架空配电线路检修运维关键点分析[J].低碳世界,2017(4):55-56.

[3]吴君.架空绝缘配电线路的防雷探讨[J].科技尚品,2017(8):205-206.

[4]赖晓程.浅谈输配电线路中雷击故障的诱因及防范措施研究[J].现代经济信息,2017(24):366-366.

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