输电线路设计中的防雷措施探讨论文_谢建江

输电线路设计中的防雷措施探讨论文_谢建江

(江苏科能电力工程咨询有限公司 江苏南京 210036)

摘要:随着电力行业的发展,输电线路的重要性渐渐凸显出来,减少雷电事故对于输电线路的危害问题是我们发展道路上必须要面对的一个关键问题。科学技术是第一生产力,将防雷技术科学的应用在输电线路设计上已经迫在眉睫,对于保证输电线路的稳定性和安全性有着重要作用。希望通过本篇文章可以引起更多人的重视,使防雷技术在输电线路上的设计越来越完善,推动我国电力行业的进一步发展。

关键词:输电线路;防雷措施;存在问题;优化措施

引言

电力系统的安全和稳定运行对于我国国民经济的发展和城市化建设具有重要的意义。而电力系统中的输电线路是重要的组成部分,输电线路的安全也直接关系到电力能源的供应。电力企业在进行输电线路设计时,要对于输电线路引发雷电的影响因素进行全面的考虑,并采取有效的防雷技术和措施,确保输电线路免受雷电的影响,能够正常运行,进而推动电力系统整体的稳定,从而推动我国电力行业的快速发展,其电力行业成为我国可持续发展的重要支持。

1雷电对于输电线路的危害

雷电现象是生活中常见的自然现象,一般发生在容易下雨的季节,所以在夏季最容易发生雷电事故。雷电现象的发生随着地理位置的变化出现频率也会不一样,在赤道附近最容易发生雷电现象,然后发生的频率向南北极处递减。大多数人知道的常识是,雷电现象容易发生在高层建筑上或是带有尖端的建筑物上,其实输电线路也经常受到雷电现象的破坏。雷电对于输电线路的危害主要体现在三个方面。首先是雷电现象发生时,伴有严重的高热效应,所以当雷电击打在输电线路上时,会瞬间产生数值非常大的电流甚至可达数十万,这样高的电流值会使得输电线路的温度上升到一个很高的数值,当达到金属融化点时,输电线路中的金属导线就会融化,甚至引发输电线路杆塔的倒塌,这对于输电线路的危害显然是致命的,直接导致电力系统瘫痪。第二个方面就是来自于雷电现象的高压效应,雷电的电压值可以达到十万伏特以上,当雷电击发生在输电线路时,如此高的电压可以直接使得输电线路发生短路、跳闸甚至烧坏变压器,对于电气设备和金属导线的伤害都是非常巨大的,严重的情况就是引起火灾,造成人身安全和财产安全的巨大损失。除此之外就是雷电现象发生时伴随的电磁感应现象,这些电磁感应会使得输电线路形成电磁场,间接导致输电线路的电流增大,和高热效应的危害结合在一起,对输电线路的危害更是大大提高,甚至被损坏的输电线路都无法修复。因此,在输电线路中应用防雷技术可以说是非常有必要的。

2当前输电线路在防雷接地方面中存在的问题

我国电力企业在实际发展的过程中,虽然在输电线路防雷接地措施制定与实施方面取得了一定成就,但是,从基本细节的角度出发,其他很多方面也存在着一定的不足之处,亟待进一步的改进与完善,这在很大程度上对电力企业的成长和发展造成了非常不良的影响。因此,从这个层面来看,积极对防雷接地实施过程中存在的一些问题进行系统的分析研究也是非常重要的。

2.1基于绝缘子使用的问题分析

从绝缘子使用的角度来看,输电线路在实际运行的过程中,对绝缘瓷的性能发挥不重视,在实际应用的过程中,经常使用陶瓷绝缘子,钢化玻璃绝缘子等几种类型,这几种绝缘子会存在很多的安全隐患。所以,针对自身发展情况,绝缘子使用中出现了一些隐患,会加剧输电线路运行的不稳定性,对于整个电力系统是有着非常不良的影响的。

2.2基于塔杆隐患的问题分析

不得不说的是,塔杆存在一定的隐患也是阻碍输电线路防雷接地措施有效实施的一个重要因素。在实际运行的过程中一些塔杆主要是由混凝土制作而成的,并且建立在户外,很多恶劣的天气,比如风化大雨等会严重堆积会严重侵蚀塔杆自身,对于塔杆作用的正常发挥也具有非常不良的影响。

2.3基于避雷线的问题分析

通过实际的调查发现,如果输电线路遭到一定的雷击,就会对倒线的电压产生一定的影响。在这样的情况之下,其避雷针线的重要作用不能更好的发挥出来,就会大大降低防雷接地设施安装的有效性。对于避雷线作用的有效发挥也具有非常不良的影响。

2.4基于接地装置的问题分析

接地装置的正常运行与稳定发展,对于防雷作用的有效发挥也具有非常重要的影响。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是现在我们国家其接地装置中也会存在着一些隐患,比如,在实际施工的过程中,对接地装置有着严格的质量控制,但是一些企业在实际进行安装接地装置的过程中,其深度和长度不能更好的把握,就会大大降低其相关设施的使用的有效性,对于消防线路等作用的有效发挥也会产生非常不良的影响。

3优化输电线路防雷设计措施

3.1充分了解输电线路架设地点情况

在最初设计时,工作人员应对全部输电线路情况进行具体了解,结合输电线路即将经过的地势情况,采取合理有效的防雷措施。依据当地的地形特点,制定备用方案。如果造成输电中断等情况,要提前做好应对和解决方案。在工程架设结束后,不能对输电线的防雷工作产生懈怠心理。若高压输出电路遇雷电击打后产生输电工作停止等现象,要分析其根本原因,做到具体问题具体分析,并将停电原因和解决方案记录存档。

3.2优化和增强输电线路的绝缘配置

如绝缘体被雷电打击,雷电会破坏输电线路,导致输电线路不能正常运作,在输电线的架设工程中,绝缘装置设计尤为重要。将绝缘装置在输电线路过程中保持在可控范围之内,在输电线路被雷电打击时,线路的绝缘配置就能物尽其用,起到保护输电线的作用。不同的输电线路对应不同的绝缘装置,要使绝缘体可以充分的起到保护输电线的作用,要根据输电路段情况和雷电的强弱程度对安装的绝缘配置制定不同质量标准。例如:绝缘体自身带有自洁功能,隔水力强,可以对输电线路起到防水的保护功能。在接地设计方面,可采用大量的接地方式,在雷电打击在输电杆塔时,接地作用就会快速将高空电流引入地面,分解雷击的破坏力。

3.3合理使用避雷器装置

为进一步提升输电线路的耐雷水平,在输电线路设计过程中,可在搭设避雷线的基础上科学配置避雷器装置。例如,在输电线路中,将绝缘氧化锌避雷串并联在线路绝缘子上,用以分散雷电流,使击穿电压小于绝缘子串的闪络电压,从而保证输电线路电压始终处于安全范围,防止因绝缘导线产生过电压而引发雷击故障。又比如,在构建现代防雷系统时,加强三合一或二合一信号防雷器的科学应用,实现模拟信号线路、电源、同轴信号等的有效防护。在此过程中,应保证防雷器PE端良好接地,做好日常检查与维修工作。通常情况下,避雷器在环境相对恶劣的山区架空输电线路工程设计、水电站附件的输电线路工程设计、跨越相对较大的铁塔中具有广泛的应用。

3.4做好杆塔接地工作,强化降阻手段

在使用输电线路过程中,杆塔对其工作的安全性起重要作用,所以要将杆塔接地电阻的阻值降低。在选定架设输电杆塔地点时,不同的地质条件也会影响当土质的电阻率参数。若是普通杆塔,在外界因素不变的情况下,降低杆塔电阻会使输电线路水平明显提高。利用杆塔塔脚电阻和避雷线的双重保护,可降低输电线路被雷电打击几率。被熟知并常用的降低杆塔接地电阻的方法有:外引接地、接地网面积扩大、使用降阻剂。虽然此举可增强输电线的放雷水平,但在特殊情况下,采用耦合地线的方式可以更加有效的提高输电线路的防雷能力。耦合电线可使绝缘子串的反击电压降低,也可以分流雷电电流。实践证明,在降低杆塔接地电阻无效的情况下,可以使用耦合地线的方式。此种方式可降低跳闸事故的发生,对输电网络起到保护作用,也可使高压输电系统正常运作。在山区使用效果显著。

3.5安装防雷绝缘子

当发生雷击现象时,10kV架空线路中瞬间就会产生很多的电压,这种过电压现象就会造成10kV架空线路的断线情况发生,这就对电力系统的稳定供电造成了影响,为了避免这种情况的发生,就可以采取安装防雷绝缘子的方法进行,从而能够有效的吸收雷击产生的放电能量,同时还能有效的限制10kV架空线路中的感应过电压。防雷绝缘子具有多种类型,主要包括支柱式、横担式、耐张绝缘子等,其具有十分不错的防雷性能,它主要是比常规的绝缘子增加放电间隙从而保护线路,在安装的时候根据实际的情况进行合理的间距安装,其防雷效果显著。

结束语

总而言之,输电线路在电力系统中承载着电能分配与输送的重要使命,其运行的稳定与安全对保障整个电力系统运行的稳定与安全至关重要。因此,相关部门及工作人员应在明确认识防雷技术应用重要性的基础上,结合雷电故障形成原因,根据输电线路工程实际情况,对输电线路进行科学的设计,实现防雷技术在输电线路设计中的科学应用,从而降低雷电故障发生概率,减小雷电故障对电力系统运行质量的影响。

参考文献:

[1]农芒.高压输电线路综合防雷措施的研究与应用[J].南方农机,2017,48(16):89.

[2]卓玉颖.220kV高压输电线路防雷接地技术探究[J].南方农机,2017,48(18):96.

[3]李艳飞.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探究[J].无线互联科技,2017(19):8-9.

论文作者:谢建江

论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期

论文发表时间:2019/1/16

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