输电线路防雷措施浅探论文_王伊1,王作琴2,张静3

(新疆送变电有限公司 新疆乌鲁木齐 830013)

摘要:在电网安全运行与分配中,输电线路是重要的组成部分,承担着电力能源传输的重任,所以输电线路的质量和稳定直接影响到电力系统的供电效率和安全。近年来,我国电力事业在经济快速发展的大环境下有了长足的发展,输电线路的覆盖面积也逐年增加,不过输电线路的路径往往经过不同的地区,很容易受到环境因素的影响,尤其是雷击现象,这对于电力系统的安全和稳定运行有着很大的影响。本文分析了输电线路发生雷击的主要影响因素,进而探讨了输电线路设计中的防雷技术运用,希望可以给我国电力系统输电线路对于防雷技术的运用有所借鉴。

关键词:输电线路;防雷技术;维护措施

引言

输电线路安全对电力网络正常运行影响很大,当前大部分输电线路都在空旷地方分布,运行期间极易出现雷击故障,让电力设备发生危害。如在雷击影响下出现火灾事故,将对电力网络正常供电带来不利影响,并严重威胁着人们生命财产安全,如何加强输电线路防雷工作是我们需要重视与尽快解决的问题。

1输电线路引发雷电的影响因素

1.1 线路杆塔的高度

输电线路尤其是高压输电,杆塔往往都设置在宽阔地区,而且具有很高的高度,周围没有高层建筑,因此在出现雷雨天气时,杆塔就很容易受到天气影响从而出现雷击现象。而且随着电力事业的进一步发展,输电线路应用范围更广,需求量巨大,杆塔的设置数量也在不断增加,很多地区的杆塔高度也在提高,因此更容易受到雷电影响。

1.2 自然环境的影响

为了保证电力供应,输电线路会经过很多山区,而且山区地带往往降水丰富,雷雨天气较多,输电线路受到雷电影响的几率也就随之增加。目前输电线路在山区发生雷击的现象比较频繁,所以再设计中一定要重视自然环境对于输电线路的影响,尤其是山区雷雨天气较多的地区。

1.3 土壤电阻率的原因

输电线路的杆塔数量很多,而杆塔都是与土壤直接连接,因此杆塔很容易受到接地电阻的影响。在很多地址条件比较复杂的地区,例如高山和岩石密布的地区,雷击现象受到土壤的电阻率影响很大。如果杆塔发生雷击,加之土壤电阻率过小,很容易产生反射问题,从而进一步提高了输电线路受到雷击的几率。

2输电线路防雷技术

2.1架设耦合地线

对雷击活动频繁的地区,或者是容易出现雷击故障的塔杆与地段,或者是减小电阻存在一定难度的地段,需要将一条架空线设置在的导线之下,即耦合地线,让避雷线和导线之间的耦合得到加强。这样能够减小线路绝缘子链上过电压,让雷电流分流作用更好发挥出来,通过实验证明通过增加耦合线,能够让线路跳闸率减少约二分之一。这样避雷线与导线间的耦合系数才会得到提升,让雷击电流从杆塔两侧分流,实现输电线路耐雷水平的提升。

2.2线路交叉部分防雷保护

线路交叉容易产生较弱空气间绝缘,雷击后让绝缘弱点出现闪络,两条交叉线路也将一起跳闸,这样会引起电力系统继电保护非选择性动作,增加系统事故几率。若非不一样压力等级架空线路相互交叉出现闪络,会为较低电压等级网络电气设备造成损坏。尤其是当高压线路为通信线路带来闪络现象以后,将引起人身事故,破坏性加强,需要对线路交叉点做好防雷保护措施。对此交叉要和杆塔保持较近的距离,交叉档两端上下方线路的基杆塔要设置人工接地,电阻值必须与表1要求相符。如果存在木质绝缘,要将管型避雷器和保护间隙设置好,交叉点和杆塔的距离要在40m以内,对最近杆塔做好保护措施,交叉距离达到表2规定要求后,交叉档则不能采取保护措施。

2.3加强线路绝缘

输电线路在跨越大江或者是跳跃两座山丘等特殊地段中,需要设置特殊的高杆塔,其落雷几率很大,等值电感较大,塔顶电位和绕击率较高,从而极大提升了线路雷击跳闸率。要想减少雷击跳闸率,要将绝缘子片数安装在高杆塔上,提升大跨越档距地线,即让导线间距离变大,这样线路绝缘将得到加强。特高杆塔若是在40m以上,高度每提升10m,需要设置一片绝缘子,全国超过100m杆塔,绝缘子数一般采取专门的方法进行计算,并确定为中性点经消弧线圈接地方法。而在雷电活动频繁、接地电阻降低难度大的地方,100kV电网要把中性点直接接地转变成经消弧线圈接地,如此大部分单相雷闪接地故障能够自动消除。对于二相、三相落雷来说,因为先对地闪络一相为一条避雷线,会让耦合作用变得更加明显,减小了没有闪络相的绝缘子链上的电压,让其拥有更强的耐雷水平。35kV电网中性一般为绝缘的,很多时候要利用消弧线圈接地,让防雷性能得到提升。

2.4装设自动重合闸

因为雷击闪络后绝缘性能一般情况下可以在跳闸后逐步恢复,通过对自动重合闸的安装,在减少线路雷击事故上效果比较明显。当前国内超过100kV的高压线路重合闸成功率为75%~95%,35kV以下线路一般在50%~80%之间,随意各级电压线路需要将自动重合闸装置设置好。

3输电线路设计中线路防雷技术的运用措施

3.1自动重合闸的正确安装

在输电线路尤其是高空输电线路中,应用自动重合闸对于输电的安全有着重要的作用,也能够最大程度的降低雷电对于输电线路的危害。目前输电线路中的自动重合闸主要分为四种:(1)停用装置。(2)综合装置。(3)三相装置。(4)单相装置。当输电线路受到雷击而出现故障时,自动重合闸的继电保护就会发生作用,而使断路设备跳闸,然后立刻连接断电,使输电线路能够及时的供电,从而保证电力系统持续运行,不仅保护了输电线路的安全,而且也保证了电力系统的正常运行。自动重合闸对于输电线路防雷来说具有明显的优势,在实际应用中也具有良好的效果,能够大幅度的减少输电线路由于雷击而出现的断电几率。不过瞬时闭合与瞬时连接之间的时间还是有待提高,需要研究人员不断的对自动重合闸进行研究,提高技术水平,不断提高自动重合闸的整体性能,从而发挥其独有的优势,使输电线路的安全得到可靠的保障。

3.2科学合理的安装避雷设备

输电线路的设计受到很多因素的影响,在实际建设中很难完全避免不受到雷电的影响,这就需要对输电线路进行避雷设备的安装。在安装避雷设备时,首先要按照避雷线,当前输电线路中的避雷线可以有效的防止线路受到雷电影响,在受到雷击后能够起到很好的分流作用,而且屏蔽能力出色,因此在输电线路防雷中得到了广泛的应用。输电线路通过安装避雷线,也加强了绝缘子的抗雷能力,而且由于避雷线和导线的耦合关系,杆塔的防雷能力也大幅度提高,因此防雷线对于输电线路的防雷起到了重要的作用。防雷线在设计安装时,要根据输电系统的电压情况而定,35kV及以下的输电线路不用安装避雷线,而110kV-220kV之间就需在安装避雷线,而且如果电压在220kV以上,则需要安装双避雷线,以确保输电线路的避雷性能。其次是安装负角保护针,负角保护针位置在杆塔最顶端,在受到雷击时,负角保护针承担了巨大部分的电压,减少了雷电对于杆塔的贯穿,也降低了绕击现象发生。最后是安装可控避雷针,杆塔受到雷击时,可控避雷针就会起到反射作用,针头部位就会出现强磁场效应,从而达到脉冲放电效果。对于可控避雷针的安装设计,要结合支架、接地设备等进行综合考虑。

结语

总之,要加强对输电线路的防雷设计,全面掌握地区地理、气象等状况,通过深入的调查与分析,清楚输电线路运行情况,将防雷措施做到位,加强后期维护管理,为电网安全稳定运行创造更加有利的条件。

参考文献:

[1]金滇黔,何刚.500kV高杆塔二次系统的防雷措施[J].广西电力,2007(01).

[2]赵洪礼.高杆塔二次设备防雷技术探讨及应用[J].煤炭技术,2009(06)

论文作者:王伊1,王作琴2,张静3

论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/1

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