500KV输电线路运行中的防雷技术

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  摘要:新时期下,随着我国经济的发展和社会的进步,我国国民对电力资源的需求量也在逐年上升,各种大型电站也越来越多,高压输电线的密集程度也在持续上升。现如今,我国也已经形成了以500kV输电线路为主要网架的超特高压输送网络。但是,由于输电线路通常情况下都建设在较为空旷的地方,在实际运行过程中很容易遭到雷击,导致高压输电线路出现故障,增加维修成本,这就需要电力企业加强对500kV输电线路的防雷工作的重视,制定相应的防雷措施,保证输电线路的稳定运行。
  关键词:500kV;输电线路运行;防雷技术
  1雷电放电概述
  雷电作为常见的自然现象,在电力系统中会引起超过正常电压很多倍的雷电过电压,它是造成电力系统故障的主要原因。雷电放电所产生的雷电流流过输电线路将引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应,从而对输电线路安全稳定的运行产生巨大的威胁,所以在设备投入运行之前要进行运行截面的选择、设备的稳定性、开断能力、关合能力等一系列校验。
  从气体放电的特性来看,雷电属于一种超长空气间隙的火花放电过程。在设备实际运行时,雷电流具有极性效应,设备可当作棒极,雷云相当于板极。根据雷电放电的三个阶段,可将雷电流绘制成标准雷电流波形进行分析。
  2输电线路差异化防雷技術应用阻碍性问题
  2.1技术人员的综合素质水平有待提升
  诸多技术防护人员并不能够全面且准确地了解到差异化防雷技术应用要点,在实际进行输电线路安全防护工作期间对于一些防雷装置的依赖度相对较高,同时也没有接受过专业的培训,很难全面地掌握差异化防雷技术的实施要点,从而导致其工作能力无法支撑实施差异化防雷技术,进而导致差异化防雷技术很难在输电线路安全防护工作中发挥出其应有的应用成效。
  2.2输电线路缺少避雷器保护
  即便是避雷器能够工作,但过高的雷电过电压也会造成输电线路绝缘子击穿放电。尤其是大多数输电线路所用避雷器种类比较杂,其动作电压、额定电压等参数存在较大的差异,更容易在雷电过电压的影响下出现避雷器爆炸事故。
  2.3感应雷过电压对输电线路的影响
  感应雷过电压是雷电击中500kV输电线路或者击中线路周围的地面,导致雷电区域出现电子感应现象。另外,输电线路的导线中也会形成电压,导致导线电流增大,最终形成人体难以承受的高压。在感应雷过电压下,受到输电线路本身的特征影响,导线的两侧也会形成感应过电压波,使输电线路的电压升高。因此,为了预防感应雷过电压,输电线路施工人员在实际施工过程中,可以采取地线掩埋的方式进行线路建设,在线路掩埋过程中进行相关的防雷操作,从而加强雷电防护,保证输电线路的正常运行。
  3500kV输电线路运行中的防雷技术
  3.1制定宏观的防雷策略,防雷方案要有针对性
  在进行500kV输配电线路防雷方案设计时要有针对性,例如针对其骨干输电网络,鉴于其关键的战略位置及其出现问题时会引起的连锁反应,需要以“堵”为主要原则制定防范方针,即以避免雷击造成的跳闸为主要目标展开相关防雷工作;针对多回路的同塔输出通道,合理的选用不同的准则来进行绝缘方案设计,优先考虑避雷效果而不是成本损耗,不计代价采用最合适的防雷方案;针对通道中的其他组成线路,利用“疏堵结合”的方案,即允许部分线路跳闸,以降低雷击对输配电线路的损害及防治雷击导致的输配电线路永久性停用。
  3.2采用合适的防雷接地装置
  接地电阻是防雷措施中一个重要的参数,在防雷设计中具有重要意义。各种防雷设备要配备合适的接地装置才能达到降低过电压的目的,所以接地装置在防防雷中尤为关键。防雷接地是一种常见的接地装置,使接地电阻减小则可以增加输电线路的耐雷水平。如果接地电阻阻值过大,线路遭受雷电袭击时,杆塔顶端的电位将会随接地电阻值的增大而升高。过高的电位将使绝缘子发生击穿现象,导致线路出现故障;反之降低线路接地电阻则将降低杆塔顶端电位,对输电线路绝缘有一定的好处。
  输电线路大多处于室外有着错综复杂的地理环境,受环境的影响使得接地电阻大不相同。所以不同的环境与不同的接地体相对应,通过导线将接地体与避雷线相连接,埋藏在大地中的接地体大多采用扁形或圆形钢;由于有些环境中岩石的土壤电阻率较高,为了减小接地电阻有时需要加大接地体的尺寸。在高电压等级输电线路当中可采用增大接地网面积,接地网的电容与其面积成正比,电容值越大对应的电阻值将会越小;增加垂直接地体同样是利用电容增加的原理降低基地电阻。
  3.3应用不平衡绝缘防雷方式
  最近几年,我国电力企业在政府部门的大力倡导下,正在积极努力地进行高压输电线路、特高压输电线路的建设活动,其最终目的就在于提升电力企业的整体供电效率以及供电质量。在这种情况下,双回路电线架设电线的方式应用频率正在逐年提升。该种电线架设方式不仅可以极大地降低线路的占地面积,同时,还可以降低电线架设成本,但是在该种架设方式下,相关技术人员需要应对雷击导致大范围停电的问题。在这种情况下,差异化防雷技术的应用就显得尤为必要,而不平衡绝缘防雷方式属于差异化防雷技术的一种。该种技术主要指的就是在2个线路回路之间设置数量不等的绝缘子,当线路出现雷击问题之后,存在绝缘子数量相对较少的线路就会最先出现闪络现象,当闪络现象出现之后,可以有效提升另外一个回路电线的耦合性,进而提升输电线路的抗雷击能力。值得注意的是,相关的管理人员在实际应用该种方法的过程中必须要不断地强化对于各个线路的安全维护频率,制定出具有较强针对性的定期维护方案,并依照方案严密的审查各个输电线路段的磨损程度情况以及绝缘层绝缘子数量流失信息,一旦发现问题要及时进行处理,避免问题扩大化,同时还要严格的依照线路原件的使用年限规定对其进行更换处理,以此来降低雷击问题出现对输电线路造成的不利影响程度。
  3.4降低铁塔接地电阻
  第一,运用降阻剂降低接地电阻。降阻剂具有多方面的优势。(1)降阻剂本身的电阻率非常低,与土壤电阻率相比差两个数量级,将其包在接地体周边可视为金属,这样就可认为接地体尺寸变大。(2)降阻剂可增强土壤、接地体的接触面积,减少两者之间的接触电阻。(3)降阻剂具有一定的吸潮性,保持土壤潮湿。(4)糊状降阻剂液会深入到土壤中,并扩散,使得渗透区域的土壤电阻降低。需要注意的是,市场上降阻剂的种类比较多,且性能不一。因此,在具体应用中需综合考虑产品质量、施工便捷性、价格、用量等因素,选择合适的降阻剂。第二,爆破接地技术。这是一种新型降低接地装置接地电阻技术,主要是通过运用爆破技术使土壤裂开,并再用压力机向大地裂缝压入电阻率低的材料,达到改善土壤导电性能的目的。显然,这种方法比较适用于大范围的土壤改性。但在具体应用中需注意:应合理爆破,以免波及到其他电力设备、线路,导致电力系统出现更大的运行故障;不适用于硬度小、松散的土壤改性。第三,运用增加水平方向接地电阻长度的方法,降低铁塔接地电阻。通常情况下,水平接地电阻长度越大,其电阻率越大。例如,当其长度为55m时,其电阻率能达到500Ω/m;当其长度增加到80m时,电阻率能上升到2000Ω/m。但并不是水平接地电阻长度越大,电阻率就会越高。当其长度达到一定值时,电阻冲击系数会逐渐稳定,不再上升。
  结论
  雷击会给输电线路带来各种危害,造成电力传输的异常,影响到电力系统的稳定性。电力企业应充分认识到这一点,并结合实际灵活应用合理规划输电线路、安装防雷设施等防雷技术,降低各种不良因素对输电线路防雷性能的影响,消除雷击给输电线路带来的危害,保证输电线线路的正常运行。
  参考文献:
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