【关键词】输电线路;差异化;防雷技术;措施
0.引言
随着社会的发展与用电需求量的迅猛提升,对用电质量也提出了更高的要求。由于我国具有多元的地理环境,且一些地区的地貌和气候也较为复杂,输电线路很容易遭受雷击。雷击问题轻则会造成输电设备受损,引发局部区域停电;重则会对个体生命安全产生威胁,对整片区域社会生产活动、居民正常生活产生影响。在实际的防雷工作中,相关人员应该结合实际的设计要求,深入探究输电线路差异化防雷技术措施,不断优化输电线路耐雷性能,切实提升线路的抗雷击能力。
1.雷电对输电线路破坏的原理
雷电是一种典型的大自然现象,具有强大的破坏力。当大气层中湿度较大,并存在热气流时,空气当中水蒸气遇冷后便会凝结成雷云。受大气摩擦作用,雷云底部会汇聚大量负电荷,并与地面上的正电荷行之间产生电场作用。当电场达到一定强度后,雷云层与大地间的空气便会被击穿,即会产生“中和”放电现象。我国输电线路应用的材质一般为金属,且输电线路是被架在空中,因而在输电线遇到雷击时会在其内部产生大量的电流,即感应电流,当这些感应电流在输电线内进行流动且与原有电流一起参与到电路中时,就会导致输电线内的电压快速的被升高,从而引发输电线路在输电方便的安全问题,同时也对正在运行的电力设施造成了一定的损害,如果输电线路周围的绝缘性较差,或者没有足够的抗压能力,不能抵抗雷击后产生的大量的电流,那么就会给人们的生活造成巨大的损失,甚至会威胁人们的生命安全,所以,进行输电线路差异化防雷技术研究具有非常积极的现实意义。
2.输电线路运用差异化防雷技术
2 .1 根据电压等级的不同架设避雷线
输电线路涉及规模较大,应用范围较广,是防雷的重点对象。输电线路的防雷, 需结合当地地形地貌、土壤中电阻率的大小、雷电活动的强弱以及线路的系统运行方式、负荷性质和电压等级等进行综合比较,选择最为恰当的防雷技术。
(1)220kV线路的全线都需设置避雷线,并且需选择双避雷线。输电线路防雷除了选择适当装配避雷线外, 还应注重杆塔上的避雷线对边导线的保护角的选择,保护角通常选择20°~20°。并依据土壤电阻的不同,选择相应的杆塔工频接地电阻。
110kV线路的全线均应设置避雷线,雷电活动较少区域可不设置避雷线,但在山区中则需要装配双避雷线。
(3)25kV线路不适合全线装配避雷线,但在设置雷电较活跃区以及变电所进线处应装配1~2km的避雷线。25kV输电线路中金属氧化物避雷器技术参数应满足下列条件:⑥依照线路污秽等级要求对绝缘进行配置;③ 直流1mA参考电压大于72kV(范围在72~74kV之间;⑤2000μs方波电流(峰值)200A;④ 标准放电电流5kA等级下残压( 峰值) 小于: 陡波冲击154kV 、操作冲击114kV、雷电冲击1 2 4 k V;②额定电压(有效值)大于51kV);①持续运行电压(有效值)大于40.8kV。
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2 .2 减小杆塔接地电阻
通常情况下,随着输电线路的杆塔高度的不断增加,受到雷击的几率也就会增大,如果越大面积的使用杆塔对线路进行架空,那么就越有可能遭受到雷击,造成的损害也就越大。降低铁塔接地电阻的方式重点包含下面几种: ①延长水平方向接地线的长度,缩小电阻的冲击系数,进而使得电阻率显著减少;②结合具体情况对于爆破技术开展科学的使用, 对地面开展爆破, 在爆破结束之后利用压力机把电阻率偏小的材料放入地面以下的位置,进而使得地面的电阻率降低;③利用降阻剂降低接地电阻, 该方法在接地网比较集中以及范围比较小的地方使用非常广泛。
2.2 架空地线与耦合地线
架空地线是输电线路当中最基本的防雷措施,它不但可以实现对于线路的分流,降低雷击威胁,还可以实现对于输电线路导线的耦合,降低绝缘子电压,更具备屏蔽导线,减少输电线路上感应电压的效果,所以一定要根据架空地线的标准来架设, 确保其可以对每一个阶段的输电路进行保护。耦合地线可以在接地电阻没有办法降低雷电流的时候起到对雷电流的分流, 并且减少绝缘子串以及反击电压的感应电压, 所以做好耦合地线的架设同时也是输电线路防雷对策的关键。
2.4 加强绝缘
在正常运行电压条件下,绝缘子应该具备可靠的电气绝缘强度。要结合线路运行电压等级、线路所处外部环境以及绝缘子的允许机电荷载来确认绝缘子型号。不同类型绝缘子存在明显的特征差异性,例如,玻璃绝缘子容易出现“自爆”现象,但玻璃绝缘子便于线路维护;陶瓷绝缘子性能较为稳定,但如果出现故障,维护检查工作量相对较大;棒形绝缘子具备较高的污闪电压,爬电距离较大,具有不可击穿的特点。在绝缘子设置过程中,要仔细筛选,综合利用,将绝缘配合的效用充分发挥出来。
2.5 对接地装置进行合理处置
①假如当地土壤的电阻率比较大的时候应该对接地网的方式开展改变, 而且可以更换土壤, 进而更好的减少接地电阻, 在雨季带来之前电力部门应该对极易受到雷击的位置杆塔的接地电阻开展精确的测量;②通常情况下,接地设备应该埋设在距地面0.5m 的地方,为了降低其被腐蚀的状况,有关人员应该采用合理的防腐措施, 而且应该不定期的对于接地装置开展检修;③采取科学合理的措施对杆塔接地电阻进行降低,并且应该对接地线、地网以及架空地线之间的连接状况开展核查,确保三者之间具有良好的连接,提升防雷的效果。
2.6合理选择线路路径与装设避雷器
在雷电密集区或土壤电阻率较高的线路段或输电线路绝缘较为薄弱的地段,通过安设避雷器可有效降低雷电事故发生频率.易遭受雷击的地段一般为: ①地下有导电性矿地面或地下水位较高等。②土壤电阻率突变地带,例如如小河山谷, 地质断层地带以及演示与土壤交界处等。③潮湿盆地, 例如铁塔附近有灌木、鱼塘、沼泽地、水库等。④河谷、顺风峡谷、山区风口等。避雷器主要安装在易击段杆塔上。将避雷器安装过程中,避雷器安装在易绕击相,根据易绕击的相数来确认数量,从而提升杆塔的耐雷性能。
3. 结束语
输电线路是我国用电网络中的重要足组成部分,输电线路防雷接地技术研究和应用关系着我国用电的安全问题,更是输电线路能否正常运行的关键所在,防雷技术我们应给予高度的重视,更要不断的进行研究和探索。除了要做好输电线路差异化防雷技术工作外,还要做好环境监测,要求供电部门与气象部门相互配合,充分掌握区域雷电活动规律及雷电参数,以作为防雷技术实施参考,通过电力企业各部门间的相互配合,促进输电线路的安全稳定运行。
【参考文献】
[1]陈家宏, 吕军, 钱之银,等. 输电线路差异化防雷技术与策略[J]. 高电压技术, 2015, 25(12):2891-2902.
[2]汪晓.安徽省超特高压线路雷击闪络风险评估及差异化防雷研究[D].华北电力大学,,2
论文作者:罗铁柱 李凡 干承源
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
标签:线路论文; 防雷论文; 避雷线论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 雷电论文; 电压论文; 《科技中国》2017年12期论文;