云南电网有限责任公司昭通供电局 云南昭通 657000
摘要:架空输电线与雷击跳闸,一直是困扰电网安全运行的问题﹐寻找更好的避雷方法﹐一直是电力系统工作人员关心的问题。在本论文中﹐作者对高压输电线的雷电防护技术进行了全面的研究,并通过比较、分析雷电对线路造成的伤害,并结合多年来的工作经验,来讨论如何加强输电电线的雷电防护。
关键词:架空输电线路;线路防雷;防雷接地引
随着现代人类生产力的不断提高,电力被越来越多地应用在人类的工作和日常的劳动中。因此,电力公司要更好地满足人类日益增长的用电需求。电力输送线路将朝着大规模、高海拔的方向发展。要达到这一目的,就必须对架空输电线路进行优化。根据当前架空输电线路的运行情况来看,具有很多优点,比如它的造价低,建造简单,维修简单。但因为电缆是在室外,很容易被雷电劈中,导致电缆无法正常工作,因此电缆的使用范围也就小了许多。
一、架空输电线路存在问题的原因
(一)自然环境因素
由于地形、地质、土壤等因素对接地电阻的影响。在自然环境条件比较恶劣的地区,或者是比较复杂的地区,因为地质条件不好,土壤比较干燥,或者是土层过薄,会给架空输电线路或者铁塔的接地带来很高的电阻。
(二)架空输电线路的设计因素
随着电网建设的发展,一些电力设计单位在进行架空输电线路的设计时,不可避免地存在着勘察不到位、设计不科学等问题。如果在电力设计时,不能以实际的土壤电阻率为依据,那么,就会导致架空输电线路的设计与实际情况不符。如果在生产时,架空输电线路的设计出现了偏差,很可能会导致架空输电线路。
(三)架空输电线路的施工因素
在一些架空输电线路的施工中,由于施工地点处于交通不便,并且有较高的土壤电阻率,这就导致了施工的难度。同时,由于填土不符合平台要求,接地装置内部连接时也没有按照要求进行焊接,极容易在极端天气下发生雷击等现象。
二、输电线路雷电危害的种类
按照雷电过电压的产生机理及物理过程,可将其分育击雷与感雷,二者在本质上有区别,成因上也有区别。因为雷击线路和大地,会产生电磁感应,这就是感应雷过电压。
(一)直击雷过电压
多年来,根据资料分析,引起线路跳闸的主要原因是,直接雷击过电压是第一位的。直击雷分三类:直击杆塔、直击避雷线、绕击导线,清晰地了解雷电过电压 :第一,由于塔和地线对电线的阻抗有一定的影响,因此,在闪电中,避雷器将会提高其与差压放电电压之间的绝缘等级,从而产生闪络,也就是所谓的“反弹”。第二,如果一根避雷针或者一根附近的电线被击中,很可能会引起绕击。
(二)感应雷过电压
随着雷云越来越靠近线,线与雷云产生的电荷产生了联系,最终流入了地面,而线也被绝缘了起来,电荷就会从那条线泄露到地面。雷云中的电荷马上就会消失,这是因为雷云中的电荷没有被闪电击中,所以电线中的电荷就会变成自由电荷,延伸到附近的电线上,使电线中的电荷产生了感应过电压,从而引起了电场的变化。与此同时,它还会发生很大的变化,从而产生一个很强的电磁场,将其与电磁感应原理相结合。需要对由导线造成的大量的过电压进行分析,以及过去常见的感应雷电过电压形式[1]。
三、架空输电线路防雷措施探讨
根据架空输电线雷电灾害产生的四个阶段,在进行防雷防护时,要做好“四道防线”,即:防止直击雷:在线路上设置避雷线,防止线路受到雷电的侵袭。防闪络:为防止线路绝缘发生牛闪,必须加强线路绝缘,减小接地电阻。防电弧:为防止发牛闪络后未形成稳定工频电弧而采取的措施。防停电:为了保证在电网形成工频电弧后,不发生供电中断,应采取相应的措施。在具体的输电线路防雷工作中,不能仅靠一种防雷措施来实现线路的防雷,而要与实际情况相结合,有针对性地综合采取多种行之有效的措施,才能从根本上减少雷击跳闸率,下面将对此进行详细的讨论。
(一)架设避雷线
安装避雷线,可以起到防止雷直击导线、减少流经杆塔的雷电流,并对导线起到耦台和屏蔽的作用。一般来说,在线路电压较高的情况下,安装避雷线的效果会更好,在线路造价中所占的比例也就越小。11OkV及以上电压的线路,都应该在全线架设避雷线。它的保护角一般都是20度~30度。500 kV线路的保护角大约为15度。降低避雷线的保护角,可以降低雷电绕击率,但也要提高杆塔的高度,所以在杆塔上要重视两条避雷线之间的距离。
(二)安装线路自动重合闸装置
架设一条线路自动重台闸,这也是一种常用的防雷防护措施。这样,当出现雷击动作时,大多数的闪络现象都会出现在线路上,并能迅速地进行重开,并能迅速地使绝缘恢复正常。所以,安装一条线路的自动重合闸,可以有效地排除雷击,减少跳闸时间,增加线路的可靠性。
(三)增强导线绝缘与差动、不对称绝缘方法的应用
根据调度资料,增强绝缘配合,改进绝缘性能,可以提高线路的抗雷电能力。根据近年来新建线路的经验,在高耸的铁塔上增加绝缘子串的片数,并提高其50%的冲击闪络电压,可以有效地提高线路的抗雷能力,减少雷击跳闸率。不同的绝缘方法,是指在同一基础的电杆上,三相的绝缘不一样,且下两相的绝缘名多-片绝缘子数。在雷击电杆或电线时,首先击穿电线绝缘,然后电流通过电杆流入地面,从而避免二相闪络。根据统计,采用不同的绝缘方法,可以使电缆的雷电抗性提升24%。在高压线路中,由于双回路间的绝缘子串数量不同,所以,在发生雷击时,绝缘子串数量较少的回路首先进行闪络,这种回路的导线与地线等效,从而提高了绝缘子串数量较多的线路的抗雷电能力,减少了双回路间的雷击事故。这样,就可以保证一条有大量绝缘子的线路,能够持续供电。
(四)装设线路型避雷器
在我国,安装避雷器已经有十多年的时间了,并取得了很好的效果。当雷电流大于某一数值时,多数由避雷器进入引线,到达相邻的引线或通过引线进入地面;如果电线被雷电击中,那么,大量的雷电流将会从避雷器流入地面。所以,不管是对被雷击的电线,还是对高塔顶部或避雷线,安装避雷器,都是十分有效的。
(五)加强对输电线路的运营保养,消除绝缘薄弱环节
对零值差的绝缘子进行定期检查,检查方法有肉眼观察和红外线测温两种方法,发现有缺陷的绝缘子,及时替换,还可以参考输电线.采用定期大修的方法,实现线路轮换,强化线路的运营管理,及时排除了绝缘薄弱环节,改善线路的绝缘质量。研究结果表明,通过加强线路的日常运营和维修,消除绝缘薄弱环节,对提升线路抗雷击能力有显著的效果;对电线下面的树木、违章建筑物进行及时的清除,以避免在雷雨天气中,电线下面的杂物造成电线的短路、接地;应采取防车、防外力损坏的措施,尤其应在同塔多回重点加强防护。
(六)增加耦台地线和塔顶防雷索
对易被雷击的杆件,可以在其下方增设一根联接地线,使避雷线具有并联、耦联的功能,从而间接地减小接地电阻;在重雷区易发生爆炸的部位,可以在其顶部安装防雷拉线,并将其作为防护措施。雷电流直接劈在电线上时,会先触碰到防雷拉线,能起到屏蔽效果[2]。
结语:
综上所述,本文解释了雷击导致线路跳闸的原因,也解释了如何减小接地电阻,在雨季进行放电间隙的调整,为降低保护角度,增加了特高压输电线的防雷措施等,从而降低了跳闸率,增加了人们对线路的信任度。
参考文献:
[1] 王林. 高速铁路接触网与架空输电线路防雷规范差异对比分析[J]. 铁道标准设计,2022,66(5):159-164,182.
[2] 张亦超. 架空输电线路防雷与接地措施研究[J]. 通信电源技术,2023,40(3):61-63,67.