探讨不同地形的架空配电线路防雷措施论文_张旭盈,胡雪冬

探讨不同地形的架空配电线路防雷措施论文_张旭盈,胡雪冬

(国网山东省电力公司诸城市供电公司 山东诸城 262200)

摘要:作为电网系统的重要组成部分,架空配电线路为电力系统的正常运行做出巨大贡献,其运行的安全性能也在很大程度上影响着电网的运行效率。因此保证架空配电线路的安全稳定运行非常关键。而雷电则正是架空配电线路安全运行的主要影响因素,做好防雷工作是很有必要的。但是不同地形条件下,架空配电线路所受到的雷击作用也各不相同,因此在防雷工作中所采取的措施方法也存在一定差异。

关键词:不同地形;架空;配电线路;防雷措施

随着我国电力系统的进一步完善,架空配电线路的数量逐渐增多,其安全性、可靠性的相关需求也进一步提高。在这种情况下,雷击对架空配电线路的危害越来越为人们所重视,但相关防雷措施会视具体地形条件的不同而产生很大的差异,所以需要对其进行分析研究。

1架空配电线路防雷概述

架空配电线路的导线以非绝缘导线为主,对雷击的防护能力较低,因此往往需要配置额外的雷电防护措施。具体的防护措施视雷击灾害的不同而有所差异。雷击对架空配电线路造成危害的形式有三种:第一种是直击雷危害,是雷电直接击中架空线或相关设备导致的灾害,由于过于强烈,只要发生就很难控制或抑制,所以防护手段以规避为主;第二种是感应雷危害,由雷击诱发电磁感应或静电感应,进而导致架空配电线路产生过载或雷电波冲击,损坏设备,防护手段有规避和削减损害两种;第三种是地电位提高危害,由雷电流的入地扩散引起,因为不一定会引起实质性危害,所以防护措施大多是引导,即将地电位提高导致的现象朝不会造成实质性危害的方向加以引导。

2架空配电线路在城区地形下的防雷措施

在城区地形下,架空配电线路周遭的建筑物往往比较密集,所以线路承受直击雷的概率比较低,尤其是高层建筑较多的城区,架空配电线路附近的建筑物大多具有比线路更高的引雷能力,雷电直接击中架空线的可能几乎没有。因此,架空配电线路在城区的防雷设置主要以感应雷防护和地电位提高防护为主。

2.1城区地形的感应雷防护措施

感应雷导致的雷击跳闸是城区架空配电线路的最常见雷击灾害,其防护设置非常复杂。首先,如果架空配电线路的高度、所处环境等发生变化,线路对感应雷的引雷范围也会相应变化;其次,由于建筑过于密集,城区中的架空配电线路在设置时往往受到很大限制,不仅线路多变,而且高度时常发生变化,兼之在小范围内都可能产生极大的地形变化,所以引雷范围很难推测。两种因素叠加,城区的感应雷防雷设置变得非常复杂,不仅要合理安排设计电路走向,而且往往要以多种手段构建综合性的防雷系统。这里仅列举其中较为有效的两种常见防雷措施。

2.1.1同塔多回路的架空配电线路防雷措施

城区具有空间紧张特征,为了节省架空配电线路所占空间,同塔多回路的现象非常常见。但这种情况下,架空配电线路的密集程度会大大提高,被感应雷损伤的可能会加大,因此需要额外的防雷设置。具体来说,需要在多回路部分加装氧化锌避雷器,以规避相邻线路反击现象,需要注意的是,这类路段的绝缘子应保证绝缘水平一致。

2.1.2绝缘导线式的架空配电线路防雷措施

在城区地形限制下,架空配电线路的位置过于靠近建筑物是无法完全避免的,而且有时线路难免通过人口密集地带,因此这些位置的架空配电线路必须要使用绝缘导线。但是,绝缘导线在感应雷防护方面先天不利,一旦有雷电电流通过,受绝缘物质阻隔,产生的热量很难散去。因此,这些绝缘导线的两侧也需要装设氧化锌避雷器。

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2.2城区地形的地电位提高防护设置

如上文所述,地电位提高造成的雷击灾害主要是由雷电入地处和设备本身的电压差造成的。在城区,有部分架空配电线路的保护接地位于室内,这样一来一旦雷电导致地电位提高,设备外壳和工作线路之间就会产生极大的电压差,进而导致设备损毁。这种灾害可以通过控制接地电阻,工作线路与设备外壳重复接地等措施来防护。但由于在城区地形下,雷电入地扩散的发生几率并不高,所以这种雷击灾害远没有感应雷灾害那么频繁。

3架空配电线路在山区地形下的防雷措施

与城区地形不同,山区地形下的架空配电线路往往处于开阔地带,兼之难免有线路需要通过高海拔区域,所以直击雷灾害发生的几率远比城区要高。但另一方面,山区地形下的架空配电线路基本不存在保护接地位于室内的情况,所以地电位提高导致的雷击灾害相对较少。

3.1山区地形的直击雷防护措施

在山区地形中,受地形条件、气候条件等因素的影响,存在一些雷击密集区域,在设计线路时要尽量规避这些区域。在无法规避的情况下,要考察这些区域的雷击特征,选择最有针对性的雷击防护方案。例如,要根据地形、导线高度等因素通过数学手段计算出线路对直击雷的引雷范围,以此调整地面线路与地面的倾角,减少直击雷的发生频率。

3.2山区地形的感应雷防护措施

由于线路的复杂程度低,所以山区地形的架空配电线路在感应雷灾害的发生频率上要低于城区地形。但这并不代表感应雷灾害在山区架空配电线路中不会发生,因此,感应雷防护工作同样要做好。目前来看,山区的架空配电线路基本不会因倾角变化而产生感应雷灾害的频率变化,大多采用加装耦合地线、延伸接地等措施来进行感应雷防护。

3.3山区地形的地电位提高防护措施

虽然山区地形下,地电位提高导致的雷击灾害危害性较小,但由于山区的土壤比较多变,有些地段会产生电阻率畸高现象,这些位置的地电位提高灾害非常频繁,对架空配电线路同样会造成较大的不良影响,因此也要进行相应的防雷设置。具体的防护措施可以分为两类:第一类是使用降阻剂之类的物质来尽可能抑制接地电阻,降低地电位提高的幅度;第二类是调整配变容量,减小对架空配电线路的冲击。

4架空配电线路的特殊地形下的防雷措施

上述两种地形是架空配电线路架设的最常见地形,除此之外,还有一些特殊地形会对架空配电线路提出额外的特殊防雷需求。举例来说,在靠近大型水域的地形中,架空配电线路往往有更高的绝缘需求,所以通常使用绝缘导线,这时即使在野外也要于导线两侧设置氧化锌避雷器,如果线路长度过长,中段还要额外加设避雷器。如果架空配电线路所通过的地域存在易燃易爆物或相关建筑,相关防雷设置要额外提升一个级别,在必要的情况下应设置屏蔽器。

这些特殊地形的架空配电线路防雷设置会视实际地形特征的区别而存在非常大的差异,在选择防雷方案时不能一概而论。因此,在实际架设架空配电线路时,如果遭遇这类地形,一方面要对实际的地形特征加以考察,另一方面要收集同类地形架空配电线路的防雷经验,建立独立的针对性防雷系统。

结语

目前,我国针对架空配电线路进行的防雷设置仍处于差异化阶段,只能针对地形特征差异进行局部的针对性防雷设置,想要在防雷设置上实现规范化、一体化、系统化仍需时日。因此,未来的相关研究应集中在各项防雷措施的搭配关系上,以进一步提升架空配电线路的防雷水平。

参考文献

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[3]贾刘林,贾银军.山区10kV架空配电线路防雷技术的应用与研究[J].科技致富向导,2012(14).

作者简介

张旭盈(1989.01-),男,山东临朐人,青岛科技大学通信工程工学学士,职工,单位:国网山东省电力公司诸城市供电公司,研究方向:电力配电线路。

论文作者:张旭盈,胡雪冬

论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期

论文发表时间:2017/1/17

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