广东电网有限责任公司梅州蕉岭供电局广东省梅州市514000
摘要:近些年来,我国电网的规模不断扩大,因为雷击而引起的输电线路运行故障问题越来越多,每年都有因为雷击而引发的停电事故,影响了输电线路设备的安全运行,造成了严重的经济损失。配网输电线路防雷是一项重要的工作,它关系到配网整体的安全、状态稳定,甚至可能影响到配网系统的运转周期。文章对配网输电线路雷击跳闸故障进行了分析,提出了防雷措施,以供参考。
关键词:输电线路;雷击;防雷
引言
虽然配网的安全性能不断提高,还存在着较多的线路跳闸故障问题,特别是因为雷击事故而导致的线路跳闸。在所有的电力线路跳闸故障中由于雷击而引发的跳闸故障占到了非常高的比例,其容易导致电网出现大面积的停电,使人们的正常生活和工农业生产受到不利影响,因此必须要不断地强化输电线路的防雷水平。只有做好防雷保护,减少雷电的威胁,加大配网防雷治理力度,才能为配网创造一个良好的运行氛围,创造出预期的经济效益。
1配网输电线路雷击跳闸故障分析
电力系统输电线暴露在距离地面20米—60米的高空当中,是我国许多省市发电厂、用电负荷中心相连接的桥梁,是输送电的主要渠道,关系着国家经济的未来发展。输电线路雷击跳闸故障产生的原因:一是由于雷电自身的高电压,二是与输电线路的抗雷设备及相关装置的基本性能有关。雷击性质在雷电灾害中也有不同的定义,其中包括反击和绕击等,接地电阻过高,并且绝缘能力较弱的情况下都会产生实质性的灾害,线路上的基本防雷装置与防雷设施不够完善,缺少相应的保护能力,并且在建设输电线路的时候缺少对于地质因素的实地考察,没有将输电线路与其基本实际环境结合起来。
输电线路一旦遭遇雷击就会产生跳闸甚至不能使用,由此产生相应的电网事故,影响电网的基本运维,也会在一定程度上产生很大的经济损失。输电线路因雷击引起的故障跳闸频繁发生,故线路的防雷工作日益受到各级电力部门的高度重视。在此背景下,我们通过对雷电情况和雷击类型分析,研究重点防雷线路和重点防雷杆塔,论证了可行性防雷方案,确定了以接地装置整治、安装杆塔避雷器为主要内容的防雷方案并实施完成。在雷汛期间跟踪防雷效果,数据表明通过本课题研究、实施,在一定程度上降低了线路雷击跳闸的概率,起到了保障输电线路安全运行的效果。针对目前输电线路雷害的常见原因,我们需要在基于明确问题的基础之上,针对发展现状寻求相应的改变,以此促进输电线路防雷措施的进一步提出。
2配网输电线路防雷措施分析
2.1架空避雷线
架空避雷线在输电线路中的使用的主要功能和目的就是提升避雷结构的有效性。另外,架空避雷线本身还具有较好的屏蔽功效,进而很好地保护配电线网,所以,架空避雷线本身具有较高的适用性,并且取得了非常好的实践效果,得到了社会各界的广泛认可。架空避雷线可以很大程度上降低电压的幅值,假设k为绝缘架空线和避雷线的耦合系数与冲击系数的乘积值,那么架空避雷线的屏蔽作用可以将电压降为原值的1/(1-k)。架空地线有效防止了雷电落在架空线上,从而起到了较为明显的屏蔽作用。在实际应用中,这种方法因为其免维护的优势,更是受到了人们的喜爱。然而从建设成本上来考虑,架设避雷线的投资很高,而如果对老式的杆塔进行统一的改造,无疑会增加相当大的成本和工作量。
2.2选择避雷器
配网系统以及线路中配置避雷器是一种科学、有效的雷电防护方法,而且在全球也得到了认可。当避雷器设置于配网线路中,即便杆塔遇到强雷电袭击,雷电也能出现分流,电流能够经杆塔流向大地,如果雷电流值过大,超出特定的标准值,避雷器则此时能够引导高雷电流流向相邻杆塔,控制雷击故障问题。如果配网线路遇到感应雷过电压,雷电流也能顺着线路朝着导线两端传播,雷电流值过高,超出常规数值,线路避雷器加入分流,超高的雷电流则能经避雷器流向大地。如果避雷器的残余电压较低,尚未达到绝缘子串一半的放电电压,此时,就算雷击电流上升,也只能提高避雷器的残余电压,绝缘子依然保持完好,不会出现闪络问题。
2.3提高绝缘水平
因为长期处于交变电场中,因此输电线路中的绝缘子在运行中会具有越来越低的绝缘性能,并且进一步的降低其分布电压。如果没有及时的更换性能下降的绝缘子,就会导致输电线路的绝缘水平下降,这样一旦遇到雷雨天就很会频繁出现各种闪络事故。为此,必须要认真的防范输电线路雷击跳闸故障,不断地强化输电线路的绝缘水平。要严格按照相关规章制度,每年测试检修一次绝缘子,从而及时的查找出各种问题,对闪络、低值或者零值的绝缘子进行更换,有效的强化线路的防雷水平。与此同时,还可以采取增加绝缘子片数、对绝缘子结构长度进行加长合成等方式加大绝缘子的爬电距离,最终能够有效的增加线路的防雷水平。根据我国的相关规定,测试与检修的周期一般为两年,对于零值、低值、有可能发生闪络效应的绝缘子,要及时进行更换维修;对于一些绝缘水平比较低的输电线路,需要增加绝缘子的数量,加长绝缘子的结构长度来进行防雷。
2.4降低接地电阻
输电线路规程中规定:针对土壤电阻在100~300Ωm的区域,可在实现自然接地的前提下进行人工接地装置的设置;针对土壤电阻在300~2000Ωm的区域,可挑选水平铺设接地装置;针对土壤电阻达到2000以上的区域,可利用放射形接地体及连续伸长接地体装置;针对高土壤电阻的区域,如果铁塔临近位置的土壤电阻率过低,则可把一部分土壤的引外接地和放射形接地有效地联系在一起,或可利用接地电子降阻剂、爆破接地技术及伸长水平接地体等方法,从而促使杆塔接地电阻得到进一步的降低,需要指出的是,降阻剂是一种行之有效地降阻方式。在不断降低土壤电阻的同时,遵循所处地区原先的输电线路运行情况,对当地的地形地貌、土壤电阻等因素进行综合的分析,在作出系统性浅析的基础上,挑选最佳的防雷技术措施。
2.5使用降阻剂
在对架空输电线路进行接地设计时,还应该正确使用降阻剂。降阻剂是一种包含了多种成分的导电体,将其设置在接地体与土壤之间,一方面能够与金属接地体紧密连接在一起,提供足够大的电流流通面,另一方面可以向周围土壤渗透,降低土壤电阻率,进而在接地体周围形成一个变化相对平缓的低电阻区域。降阻剂的使用,不仅能够提高架空输电线路的防雷水平,还可以减少接地体的施工量,节约金属材料,具有长效性和稳定性的特点。而在对降阻剂进行使用的过程中,设计人员必须了解架空输电线路的接地情况,同时明确线路接地所要达到的目的,以确保降阻剂功能的充分发挥。
2.6降低输电线路保护角
从设计入手,降低输电线路保护角,例如在以山地为主的区域中进行防雷设计的时候就需要降低避雷角,保持其处于正确的角度中间。一般情况下,保证其角度处于20°~30°之间就可以明显看出避雷效果,通过公式的基本计算,明确好目前杆塔下的有效保护角,也可以根据实际情况进行调整,适当选择负角。不过在雷电灾害频繁区域,有双避雷线线路的时候要将基本角度继续下调。
结束语
总而言之,做好防雷保护措施具有十分重要的作用,输电线路雷击跳闸事故具有非常复杂的影响因素,在具体的防雷保护工作中工作人员要认真的分析实际问题,对线路经过地区的地理情况、气象情况进行充分的了解,并且与输电线路的运行情况相结合,对线路的抗雷击能力进行准确的评估,然后有针对性地制定完善的防雷保护方案,从而有效的提升防雷效果,最大限度的减少雷击跳闸率。
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