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摘要:由于技术的进步,电力系统的综合防雷技术有了很大进步,特别是在电力线路,应用综合防雷技术有效保证了线路的安全。
关键词:电力线路;雷击;防雷技术;技术应用
电力线路的实施主动防雷不仅可以保护自身线路,还可以保护相关的设备,以免发生破坏,可以将因雷击造成的经济损失降到最低限度。所以电力线路的实施防雷措施具有重要作用。
1.电力线路防雷的重要作用
在电力系统中,电力线路发挥着重要作用,通过高压线路将变电站和与用户连接起来,电力线路的运行状态和供电的安全性和可靠性存在直接的关联。通常情况下,高压架空输电线路由于距离长,需要穿越空旷的野外,因此具有网络纵横交错的特点。所以有雷电的情况下,电力线路容易受到雷击作用。如果受到雷击,由于保护作用会发生跳闸,影响到电力系统的稳定运行,所以被迫对线路和相关设施进行维修处理。此外,发生雷击后,电流有可能通过输电线路流入到用电设备,设备会发生损坏,产生经济损失。在电网中,线路的绝缘等级要求最高,但是通常发电机的绝缘等级比较低,如果发电厂的设备缺少防雷保护,如果绝缘效果难以保证,供电的可靠性将会受到影响。
2.电力线路发生雷击的原因分析
电力线路受到雷击作用有多种原因,主要和绝缘子的放电电压、雷电电流强弱以及杆塔接地阻值的大小有关。所以对于高压输电线的维护,要分析高压输电线发生雷击跳闸的直接原因,然后针对原因采取相应的防雷措施。要保证高压输电线的安全可靠,就要注重分析雷击的作用原理,主要规律,才可以更好地保证高压输电线的安全稳定。
雷击主要发生在地形比较复杂的区域,比如风口和山谷等地带,这些区域由于环境相对特殊,发生雷击的机率增加了。
耐张杆如果绝缘能力难以保证也容易发生雷击。虽然由于技术的发展,直线杆塔的绝缘标准有了很大的提升,但是耐张杆附属设施的绝缘效果还难以保证,因此耐张杆也存在发生雷击的隐患。耐张杆存在绝缘薄弱部位。
雷击经常会发生在地势高的位置或土壤电阻率相对比较高的区域。如果接地电阻长时间处于地下,可能会发生腐蚀,导体的绝缘效果会受到影响,难以实现雷击电流的分散,情况严重时会发生断裂。此外,质量不达标的接地电阻也会发生绝缘闪络,接地电阻负荷的变化与雷击发生的次数有关。
雷击还会发生在避雷线位置,特别是有保护角的大杆塔。避雷线的保护范围具有局限性,通常保护角是指避雷线外侧部位导线连线和垂直线形成的夹角。保护角的主要作用是防止输电线不受雷电的影响,保护角的范围和保护效果是成反比的。但是在电力线路的实际运用中,保护作用在逐渐趋势弱化,不仅难以保护好绝缘子串,还有可能导致输电线路在雷电作用下发生绕击。
3.电力线路的防雷措施
3.1架设地线
高压架空输电线路常采用架设地线的方式,这种方式可以最大限度的防止导线发生雷击,雷击塔顶时雷电流可以得到有效分流,塔顶的电位因此会降低,塔头绝缘子串和空气间隙的电压会降低。雷击发生跳闸的机率和地线的架设数量、架设位置以及地线和导线的保护范围有关。
地线的架设数量要合理,依据相关的标准和国内外电网的运行研究,不同等级电压的输电线路要采用相应的保护方式:500KV输电线路通常要全部线路架设地线,如果年平均发生雷暴的天数不超过10天,或者历史气象表明雷电发生特别轻微的区域,地线可以不架设。输电线路如果没有地线,要在变电所以及发电厂的进线部位架设2-3km地线。输电线路220-500kV范围内也要全线区域架设地线,如果年平均发生雷暴的天数不超过10天,或者历史气象表明雷电发生特别轻微的区域,需要架设单地线,但在山区要架设双地线。输电线路500-750kV范围内要全线区域架设双地线。架设距离也有规定:杆塔两根地线的间距不能大于地线和导线距离的2倍。依据运行维护经验对于雷电多发区域,地线和导线的保护角可以降低,这种方式可以避免发生雷击跳闸。由于高杆塔输电线路发生雷击跳闸原因是由于绕击雷引发的,保护角降低可以有效消除绕击雷的影响。
3.2使用不平衡绝缘
当前高压架空输电线路中多采用双回路,这类同杆输电线路具有一定的特殊性,采用普通的防雷技术难以达到防雷效果,针对这种情况可以采用不平衡绝缘,这项技术可以有效降低双回路线路发生雷击后跳闸现象发生的机率,提升输电线路的稳定性和可靠性。此项技术的应用原则是双回路中的绝缘子串片数要存在差异,在发生雷击时,串片数比较少的回路可先于发生闪络,发生闪络后导线可起到地线的作用,从而间接地提高了另外一回路导线的耦合效果,回路的抗雷率可 有效提升,可以保证一个回路的持续供电。
3.3降低杆塔的接地电阻
对于高度较高的杆塔,杆塔的接地电阻可以适当降低,这种方式可以提升线路的耐雷水平,可以降低雷击引发的跳闸,具有简单易行的特点。雷电产生的电流具有一定的特殊性,雷电流发生的机率和电流幅值有关,大幅值条件下可以降低雷电流的影响,因此输电线路杆塔要降低接地电阻。
3.4高杆塔提升绝缘能力
部分输电线路经过的区域具有一定的特殊性,需要采用较高的杆塔,所以杆塔高度的增加会提升发生雷击的机率。如果杆塔的高度较高,可以采取增加绝缘子串数量的方式。此外塔头距离的增加可以提升防雷能力。由于高杆塔导致输电线容易发生绕击,因此杆塔全长高度大于50米要加装避雷线。随着塔高的增加,绝缘子串的数量就要增加。
3.5加装避雷器
输电线路安装避雷器后,有雷击发生时,雷电流会产生分流作用,一部分雷电流可以从避雷线流入到旁边的杆塔,一部分会经过塔体流入到地下,在雷电流超过负荷时,避雷器可以起到分流作用。雷电流作用于避雷线与导线时,由于导线间会发生电磁感应,导线和避雷线分别会发生作用产生耦合分量。由于避雷器的分流作用较好,超过了避雷线的分流效果,由于分流产生的耦合作用会提升导线的电位,导线和塔顶存在的电位差会低于绝缘子串发生的闪络电压,绝缘子因此不会发生闪络现象。
通常输电线路的防雷措施主要是通过降低塔体的接地电阻来实现,在平原地带容易现象,对于山区架设的杆塔,塔角部位要使用辐射地线,此外还要打深孔另外加入降阻剂,可以提升地线和土壤的接触面积,电阻率可以降低,在工频条件下接地电阻可以保证。在有雷击作用时,由于接地线过长会存在较大的附加电感,雷电产生的过电压会作用于塔体,塔顶的电位会升高,塔体和绝缘子串容易发生闪络,线路的耐雷效果会下降。由于线路避雷器具有等电位效果,接地电阻效果好,可以用于山区的线路防雷。
4.结束语
在雷雨多发季节,由于雷电的作用会对电力线路产生影响。所以针对输电线路要采取保护措施作用,防止雷电入侵对线路产生的破坏作用。高压架空输电线路的防雷措施要当地的实际情况,采取有科学合理的防雷措施,防雷技术的应用要有综合的防雷技术措施,這样可以有效降低雷击后发生跳闸现象。
参考文献:
[1]陈兴波.论述架空输电线路防雷击措施[J].中国新技术新产品, 2016(4).
[2]李荣振.电力线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息,2016(8).
[3]刘益民.关于架空输电线路有效防雷措施的探讨[J].山东工业技术,2016(4).
[4]方小红.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].电子制作,2016(10).
关键词:电力线路;雷击;防雷技术;技术应用
电力线路的实施主动防雷不仅可以保护自身线路,还可以保护相关的设备,以免发生破坏,可以将因雷击造成的经济损失降到最低限度。所以电力线路的实施防雷措施具有重要作用。
1.电力线路防雷的重要作用
在电力系统中,电力线路发挥着重要作用,通过高压线路将变电站和与用户连接起来,电力线路的运行状态和供电的安全性和可靠性存在直接的关联。通常情况下,高压架空输电线路由于距离长,需要穿越空旷的野外,因此具有网络纵横交错的特点。所以有雷电的情况下,电力线路容易受到雷击作用。如果受到雷击,由于保护作用会发生跳闸,影响到电力系统的稳定运行,所以被迫对线路和相关设施进行维修处理。此外,发生雷击后,电流有可能通过输电线路流入到用电设备,设备会发生损坏,产生经济损失。在电网中,线路的绝缘等级要求最高,但是通常发电机的绝缘等级比较低,如果发电厂的设备缺少防雷保护,如果绝缘效果难以保证,供电的可靠性将会受到影响。
2.电力线路发生雷击的原因分析
电力线路受到雷击作用有多种原因,主要和绝缘子的放电电压、雷电电流强弱以及杆塔接地阻值的大小有关。所以对于高压输电线的维护,要分析高压输电线发生雷击跳闸的直接原因,然后针对原因采取相应的防雷措施。要保证高压输电线的安全可靠,就要注重分析雷击的作用原理,主要规律,才可以更好地保证高压输电线的安全稳定。
雷击主要发生在地形比较复杂的区域,比如风口和山谷等地带,这些区域由于环境相对特殊,发生雷击的机率增加了。
耐张杆如果绝缘能力难以保证也容易发生雷击。虽然由于技术的发展,直线杆塔的绝缘标准有了很大的提升,但是耐张杆附属设施的绝缘效果还难以保证,因此耐张杆也存在发生雷击的隐患。耐张杆存在绝缘薄弱部位。
雷击经常会发生在地势高的位置或土壤电阻率相对比较高的区域。如果接地电阻长时间处于地下,可能会发生腐蚀,导体的绝缘效果会受到影响,难以实现雷击电流的分散,情况严重时会发生断裂。此外,质量不达标的接地电阻也会发生绝缘闪络,接地电阻负荷的变化与雷击发生的次数有关。
雷击还会发生在避雷线位置,特别是有保护角的大杆塔。避雷线的保护范围具有局限性,通常保护角是指避雷线外侧部位导线连线和垂直线形成的夹角。保护角的主要作用是防止输电线不受雷电的影响,保护角的范围和保护效果是成反比的。但是在电力线路的实际运用中,保护作用在逐渐趋势弱化,不仅难以保护好绝缘子串,还有可能导致输电线路在雷电作用下发生绕击。
3.电力线路的防雷措施
3.1架设地线
高压架空输电线路常采用架设地线的方式,这种方式可以最大限度的防止导线发生雷击,雷击塔顶时雷电流可以得到有效分流,塔顶的电位因此会降低,塔头绝缘子串和空气间隙的电压会降低。雷击发生跳闸的机率和地线的架设数量、架设位置以及地线和导线的保护范围有关。
地线的架设数量要合理,依据相关的标准和国内外电网的运行研究,不同等级电压的输电线路要采用相应的保护方式:500KV输电线路通常要全部线路架设地线,如果年平均发生雷暴的天数不超过10天,或者历史气象表明雷电发生特别轻微的区域,地线可以不架设。输电线路如果没有地线,要在变电所以及发电厂的进线部位架设2-3km地线。输电线路220-500kV范围内也要全线区域架设地线,如果年平均发生雷暴的天数不超过10天,或者历史气象表明雷电发生特别轻微的区域,需要架设单地线,但在山区要架设双地线。输电线路500-750kV范围内要全线区域架设双地线。架设距离也有规定:杆塔两根地线的间距不能大于地线和导线距离的2倍。依据运行维护经验对于雷电多发区域,地线和导线的保护角可以降低,这种方式可以避免发生雷击跳闸。由于高杆塔输电线路发生雷击跳闸原因是由于绕击雷引发的,保护角降低可以有效消除绕击雷的影响。
3.2使用不平衡绝缘
当前高压架空输电线路中多采用双回路,这类同杆输电线路具有一定的特殊性,采用普通的防雷技术难以达到防雷效果,针对这种情况可以采用不平衡绝缘,这项技术可以有效降低双回路线路发生雷击后跳闸现象发生的机率,提升输电线路的稳定性和可靠性。此项技术的应用原则是双回路中的绝缘子串片数要存在差异,在发生雷击时,串片数比较少的回路可先于发生闪络,发生闪络后导线可起到地线的作用,从而间接地提高了另外一回路导线的耦合效果,回路的抗雷率可 有效提升,可以保证一个回路的持续供电。
3.3降低杆塔的接地电阻
对于高度较高的杆塔,杆塔的接地电阻可以适当降低,这种方式可以提升线路的耐雷水平,可以降低雷击引发的跳闸,具有简单易行的特点。雷电产生的电流具有一定的特殊性,雷电流发生的机率和电流幅值有关,大幅值条件下可以降低雷电流的影响,因此输电线路杆塔要降低接地电阻。
3.4高杆塔提升绝缘能力
部分输电线路经过的区域具有一定的特殊性,需要采用较高的杆塔,所以杆塔高度的增加会提升发生雷击的机率。如果杆塔的高度较高,可以采取增加绝缘子串数量的方式。此外塔头距离的增加可以提升防雷能力。由于高杆塔导致输电线容易发生绕击,因此杆塔全长高度大于50米要加装避雷线。随着塔高的增加,绝缘子串的数量就要增加。
3.5加装避雷器
输电线路安装避雷器后,有雷击发生时,雷电流会产生分流作用,一部分雷电流可以从避雷线流入到旁边的杆塔,一部分会经过塔体流入到地下,在雷电流超过负荷时,避雷器可以起到分流作用。雷电流作用于避雷线与导线时,由于导线间会发生电磁感应,导线和避雷线分别会发生作用产生耦合分量。由于避雷器的分流作用较好,超过了避雷线的分流效果,由于分流产生的耦合作用会提升导线的电位,导线和塔顶存在的电位差会低于绝缘子串发生的闪络电压,绝缘子因此不会发生闪络现象。
通常输电线路的防雷措施主要是通过降低塔体的接地电阻来实现,在平原地带容易现象,对于山区架设的杆塔,塔角部位要使用辐射地线,此外还要打深孔另外加入降阻剂,可以提升地线和土壤的接触面积,电阻率可以降低,在工频条件下接地电阻可以保证。在有雷击作用时,由于接地线过长会存在较大的附加电感,雷电产生的过电压会作用于塔体,塔顶的电位会升高,塔体和绝缘子串容易发生闪络,线路的耐雷效果会下降。由于线路避雷器具有等电位效果,接地电阻效果好,可以用于山区的线路防雷。
4.结束语
在雷雨多发季节,由于雷电的作用会对电力线路产生影响。所以针对输电线路要采取保护措施作用,防止雷电入侵对线路产生的破坏作用。高压架空输电线路的防雷措施要当地的实际情况,采取有科学合理的防雷措施,防雷技术的应用要有综合的防雷技术措施,這样可以有效降低雷击后发生跳闸现象。
参考文献:
[1]陈兴波.论述架空输电线路防雷击措施[J].中国新技术新产品, 2016(4).
[2]李荣振.电力线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息,2016(8).
[3]刘益民.关于架空输电线路有效防雷措施的探讨[J].山东工业技术,2016(4).
[4]方小红.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].电子制作,2016(10).