(南京供电公司输电运检室江苏南京211899)
摘要:随着社会经济的快速进步与发展,电网规模不断扩大,电气工程在生产生活中的应用越来越广泛,其重要性也越来越突出。但是,随之衍生的就是电网事故。其中,雷击输电线路引起的跳闸、停电事故次数不断增多,从而对人们的生产生活安全造成了严重威胁。据此,本文主要对输电线路雷害事故及防雷措施进行了详细分析。
关键词:输电线路;雷害事故;防雷措施
一、雷电的形成及对输电线路的危害
(一)雷电形成
地面上的水在地球表面蒸发成蒸汽,然后上升到水面,当它在高海拔处遇到冷空气时,凝结成水滴。雷云一旦强劲的气流吹起,就会形成大量的电荷,而对雷云负责的电荷在地球上有不同的数量,在雷云与地球之间形成了一个巨大的电容充电器。然而,雷电云中的电荷分布并不均匀,在高场强作用下,密集电荷中心附近的空气首先发生电离,成为铅释放的第一通道。沿通道的电荷不断延伸,当最后一段被电离空气时,放电通道的前身成为主要的放电通道,沿着放电通道的电荷进入云层,地面迅速地将电荷中和为雷云、雷电和雷电。
(二)雷击线路成因、分类及危害
1、成因
当雷电作用在输电线路上时,它会起到直接击打或感应雷击的作用,但无论是直接雷击还是感应雷电,都会产生过电压,导致短路或绝缘击穿,从而造成输电线路出现故障。当直接雷电作用于输电线路时,通过反击和绕击进行,严重危害了输电线路的安全。因此,有必要制定具体的防雷措施,以保护线路运行的安全,但具体的防雷措施,需要根据该地区的主要雷电类型来制定,这样才能在防雷中发挥真正的作用。同时,雷击也是一种常见的现象。它主要与绝缘强度和铁塔接地电阻有关。它通常发生在弱绝缘相和无固定闪络相。因此,为了对抗雷电过电压,应该降低塔的接地电阻,加强绝缘,提高防雷能力。绕击雷过电压是指雷电直接击中雷电导体周围时发生的雷电过电压。主要与雷电电流幅值、线路防雷方式、杆塔高度及特殊地形有关,主要发生在两边相。目前,采取的主要措施是减小防雷角度,安装避雷器。近年来,随着防雷经验的增加,电网运行人员对不同地形的雷击情况有了一定的了解,可以根据不同地点雷击的发生概率和雷击类型的不同,采取相应的防雷措施,同时,防雷措施需要充分考虑不同地形的特点。雷击没有规律性,不同的原因最终会导致雷击,为了准确确定雷击的概率和可能发生的雷击类型,工作人员有必要深入实地调查雷击。因此,对具体数据进行分析,并采取必要的防雷措施是非常重要的。
2、分类
雷击输电线路分反击和绕击两种。其一,反击。当避雷针被雷电击中时,如果雷电塔的接地电阻太大,就会在雷电保护电路中产生很高的电势,从而导致电线的绝缘闪络。即包括雷电塔顶和和雷击避雷线。其二,绕击。雷云放电绕过避雷线,直接击中导线,从而造成雷击,此现象称之为绕击。
3、危害
雷击线通常为绝缘子串的整个闪络显示,绝缘子闪络上留下的轻质人迹,降低了绝缘子的工作电阻和电气性能,设备缺陷,称绝缘子的人故障,导致线路电力传输中断,严重甚至导致事故吊绳断裂,严重影响线路的安全运行。
二、输电线路防雷措施
雷电是自然界不可避免的灾难,如何减少雷电对高压输电线路的破坏是研究的重点。一般来说,在研究雷电防护措施的过程中,有必要遵循直线的重要性,即线路通过的区域内雷电活动的强度。另外,确定保护措施是一种有效的方法,可以借鉴当地以往的线路运行经验,并对各方面进行比较。
(一)架设避雷线
在输电线路防雷中,架设避雷线是最有效、最基本的措施。避雷针主要是用来防止雷电直接从引人注目的电线,还有其他功能。其一,分流器的主要目的是减少流经塔顶的雷电流,从而降低塔顶的电位。其二,线路绝缘子的电压是通过耦合来降低的。其三,因为导体也用作屏蔽件,所以导体引起的过电压也被减小。一般来说,线路电压越高,防雷效果越好,在输电线路成本中,防雷线路所占比例不高。此外,在高压输电线路中,一般选择双避雷线假设的方式。
(二)提高线路绝缘性能
只有通过保证线路绝缘,避免雷击次数,才能有效降低跳闸率。如果安装区域位于高海拔地区,容易受到雷击的影响,必须加强对线路绝缘体的检查。如果绝缘子是低值或零值,应及时更换。及时检查本区域的土壤条件,进行盐浓度测量,并在停电修理线路时进行绝缘子防污处理。另外,如果一般的雷电保护措施不符合雷电保护标准,其也可以用在绝缘模式中,这样也可以有效地减少雷击次数。
(三)降低杆塔接地电阻
随着杆塔接地电阻的增大,高压输电线路的雷电电阻将降低,而随着电压水平的增加,杆塔的接地电阻会越来越明显地下降。因此,杆塔的紧密连接以及良好的下线接触保护能够使雷电电流通过接地装置平稳地进入大地。为了减少地面阻力,当地的气候、地形以及原始输电线路的操作经验,应该全面分析,以便选择合理的测量方法。首先,接地引线和架空地线应该紧密连接,以确保良好的接触。其次,严格检查接地装置的施工质量,确保接地电阻符合设计要求。此外,对于高电阻率的土壤,可以使用电阻减速器来改善接地电阻,从而实现与金属接地体的紧密接触,保证电流流通面足够大,能够快速地将雷电电流引入地球的能力。
(四)在线路中装设避雷器
为了减少雷电对线路的直接破坏,主要通过架设雷电线路,但不能完全消除感应过电压以及雷电绕击,因此,应考虑在雷电敏感线路塔上安装避雷器,避雷器与地线的连接也能给接地带来电流,从而限制过电压,对于设备和输电线路的安全起到了一定的保障作用。
(五)采用消弧线圈接地方式
当雷电活动强度大的时候,地面电阻很难降低,110kV或者低于电压水平的电力网也许可以考虑用系统的中性点不接地或通过电弧抑制线圈接地法。当雷击导致两相或三相闪络失效时,第一阶段闪络不会引起跳闸.第一闪络线相当于雷电线路,非闪络相的分流和耦合增加,非闪络相绝缘的电压降低,并且线路的防雷水平得到改善。在我国,电弧抑制线圈接地系统运行良好,避雷器的速度可以大大降低三分之一。
(六)将耦合地线架设在容易遭受雷击的区域
在易发生雷击的地区或多个地区在导线下加设地线,也可以保证输电线路的抗雷水平有一定程度的提高,对雷电跳闸率也有很好的控制作用。在连接地线的架设中,根据架设线的不同位置,还可分为两种技术方法:直挂式和侧面,直挂式主要架设在导线的直下,而侧面是在直线的两侧上的平行安装,这对提高地线屏蔽效果具有一定的保护作用。测地线的耦合主要用于分流,提高导线和地面导线之间的耦合系数。耦合系数的增加主要是为了降低等效波阻抗,从而降低绝缘子上的电压,以此提高防雷水平,分流的主要目的是减小塔顶的电位。当雷电击中塔的顶部时,传输线上的感应电压将大大降低。
结语
综上所述,输电线路是电网的重要组成部分,其发生雷害事故会直接影响电力的正常使用,所以必须多元化防雷措施。输电线路的防雷保护工作是一项系统的工程,需要从设计、施工、运行等各环节,进行充分考虑,详细分析雷害事故发生的主要原因,针对各种线路的具体特点,探索与经济技术性能相符的、行之有效的防雷措施,大大降低雷害事故的发生几率,将其控制在能够承受的范围,以此有效确保线路的安全稳定运行。
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