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摘 要:雷击是一种严重危害电力系统运行安全的事故,此种事故极易导致线路短路,进而造成系统运行故障。所以,在输电线路设计过程中,如何采取有效的防雷措施,降低雷击危害,是值得关注的重要问题。线路运维是保证线路正常运行的有效措施和基本手段,对于提高线路运行效益有着巨大的影响。本文结合实际,对输电线路的防雷设计以及输电线路运维技术进行了简要分析。
关键词:输电线路;防雷设计;线路运维
一、前言
相关调查数据显示,在架空线路的全部故障中,由雷击导致的故障占了约50%的比例。由此可见雷击事故对线路运行的影响力之大。所以,在输电线路设计过程中,必须将防雷作为重点,根据线路实况,采取相应的防雷措施,保障线路的安全性和运行稳定性。
二、 输电线路防雷设计探讨
以某山区为例,由于当地所处的位置刚好在冷暖气流的交汇处,再加上山区地势起伏的影响,此处雷电活动比较频繁。但是,由于在线路设计中,没有充分重视这一点,此处雷击事故发生率非常高,线路故障率常年居高不下,尤其是在夏季,经常出现停电事故,给当地居民的日常生活带来了很大不便。所以,线路设计中的防雷非常关键。一般来讲,线路防雷可以采取的措施有下述几种,在具体的设计中,应遵照结合实际、经济性、合理性等原则,进行综合考虑。
(一)增加绝缘子。按照相关规定,线路绝缘是有一定要求的:一、若线路所处地区的海拔不超过一千米,那么,110kV线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右(最好是8片)。二、若档距比较大且杆塔高度超过了四十米,那么,绝缘子数量应按照每增加十米加装1片的标准来确定。
(二)优化接地装置。以110kV线路为例,其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后,线路出现跳闸的次数会有所减少,故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲,优化接地装置之后,输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%;如果接地装置以往设置的比较不合理,在经过改良之后,跳闸率降幅甚至可以达到50%。
具体实施中,接地装置改良的要点是降低电阻,一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等,应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下,降阻可采用布设接地极的方法,以解决接地不良问题。但要注意的是,不同线路的布设要求也不一样,实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路,接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始;若为铁塔线路,接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为1.5米长的,间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外,接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。
(三)加装避雷设施。若杆塔较高,不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距,还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下,杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中,雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题,现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110kV线路来讲,侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置,长度一般约为3米,安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。若横向设备需加装避雷针,那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现,其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲,侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用,对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是,其也有一个明显的局限性:引雷率较高。对于这个局限性,目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。
另外,氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况,可有效降低跳闸率以及绕击率,对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。
(四) 调整保护角。目前,线路防雷除了上述措施之外,调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果,但是,其缺點也比较多,其中包括:投运线路往往很难进行保护角调整;部分线路无法实施;此种做法需要大量资金作为支持,成本较高。所以,在具体线路中,应结合资金实际和技术能力,综合分析以确定合理的保护角,保证线路效益。
三、输电线路运维技术分析
(一)线路检修。运维是保证线路安全的基本手段。变线为点是一种经实践证明效率较高的检修模式,但需要专业的技术人员去实施。线路检修应注意下述三点:一、为了保证线路检修秩序,确保检修任务能够按时完成,在检修过程中,应注意保障交通便利。二、应尽量选择技术先进、售后服务质量高、性能佳的设备。三、使用的线路老化率最好不要超过3‰且绝缘爬距必须符合规定。检测周期应根据线路老化率决定,若其近四年均不超过2‰,检测周期应为4年/次;若其近四年均在2.5‰,检测周期应为2年/ 次。检修工作中需要注意的是,对于比较容易受外力影响的杆塔等,应采取一定的保护措施;对于暴露在外的线路,要注意保养其绝缘材料。
(二)防雷监测。统计资料表明,雷击跳闸是输电线路最容易出现的故障之一,发生率较高,特别是在某些山区,由于气候、地形、环境相对比较特殊,雷击事故的发生率非常高,已然成了线路的最大安全威胁。所以,线路运维中,防雷监测也是一项非常重要的任务。在目前的情况下,人们已经逐渐认识到了雷电对线路的危害性,也在管理工作中对防雷监测技术进行了改进,取得了一定的成效。值得一提的是,由于雷击事故具有突发性,因此,应注意合理布设防雷装置,并做好维护,确保其能够正常工作。
四、现状及问题综合分析
以上问题看起来是孤立的,实则存在很大联系。无论是违章植树、造林,还是资源不足与浪费同在,亦或是隐患通道问题、巡检质量问题,都充分表明深层次的原因是现在设备的巡查组织方式效率不高、效果不好,既无法解决各种矛盾,又无法适应设备运行中出现的新问题,新情况,最后导致整体巡查质量不高,影响了输电设备的安全经济运行。
人工巡查是一种设备的非在线监测方式。在采用状态检修策略的设备管理模式中,设备监测是很重要的一个环节,监测获得的信息和数据,是设备健康状况诊断、设备风险预测、设备隐患消除的直接依据。缺乏有效监测手段的支持,状态检修工作无从开展。受技术条件、经济因素的制约,架空输电线路在线监测的范围和功能有限,更多监测数据的获得来自于非在线方式监测。这在客观上,要求有一种能充分整合在线与非在线监测资源的监测组织模式。
这种监测组织模式应具备如下特点:第一,科学、合理,顺应当今设备管理发展趋势,能有效组织现有资源,能缓解或解决目前存在的各种矛盾;第二,适应性强、灵活,能满足当今设备运行管理中的新情况,并能很好应对设备状况的变化;第三,能有效降低设备风险,改善设备健康状况,提升输电线路的安全经济运行水平.
五、结语
线路故障是导致大规模停电的主要原因之一,对社会生产的影响力非常大。因此,降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑,在线路设计过程中,必须将防雷考虑在内,采取有效的避雷措施,尽可能的避免雷害事故的发生。
参考文献:
[1]郭省平.输电线路运行故障原因及查找[J].科技与创新,2015(20):144.
[2]谢家力.肇庆地区输电线路防雷措施探讨[J].技术与市场,2015,22(10):31.
关键词:输电线路;防雷设计;线路运维
一、前言
相关调查数据显示,在架空线路的全部故障中,由雷击导致的故障占了约50%的比例。由此可见雷击事故对线路运行的影响力之大。所以,在输电线路设计过程中,必须将防雷作为重点,根据线路实况,采取相应的防雷措施,保障线路的安全性和运行稳定性。
二、 输电线路防雷设计探讨
以某山区为例,由于当地所处的位置刚好在冷暖气流的交汇处,再加上山区地势起伏的影响,此处雷电活动比较频繁。但是,由于在线路设计中,没有充分重视这一点,此处雷击事故发生率非常高,线路故障率常年居高不下,尤其是在夏季,经常出现停电事故,给当地居民的日常生活带来了很大不便。所以,线路设计中的防雷非常关键。一般来讲,线路防雷可以采取的措施有下述几种,在具体的设计中,应遵照结合实际、经济性、合理性等原则,进行综合考虑。
(一)增加绝缘子。按照相关规定,线路绝缘是有一定要求的:一、若线路所处地区的海拔不超过一千米,那么,110kV线路中的绝缘子数量应在7片至8片左右(最好是8片)。二、若档距比较大且杆塔高度超过了四十米,那么,绝缘子数量应按照每增加十米加装1片的标准来确定。
(二)优化接地装置。以110kV线路为例,其运维中应以改良、优化接地装置为工作重点。在将接地装置进行改良之后,线路出现跳闸的次数会有所减少,故障概率也会因此降低。依据相关实例来讲,优化接地装置之后,输电线路中跳闸率的降幅最大可达30%;如果接地装置以往设置的比较不合理,在经过改良之后,跳闸率降幅甚至可以达到50%。
具体实施中,接地装置改良的要点是降低电阻,一般方法包括填充低阻物、安装导电模块等,应结合实际情况进行选择。在电阻率相对较高的情况下,降阻可采用布设接地极的方法,以解决接地不良问题。但要注意的是,不同线路的布设要求也不一样,实施中应注意区分。若为水泥杆塔线路,接地极布设应从其3米到5米之间的位置开始;若为铁塔线路,接地极布设应从其5米至8米之间的位置开始。使用的接地极最好选择长度为1.5米长的,间隔距离最好在4米至6米。除了布设接地极之外,接地装置改良还可以通过增加耦合系数实现。此种方法的实现途径通常是增加架空地线或耦合地线。
(三)加装避雷设施。若杆塔较高,不仅会缩小其本身以及线路与雷云之间的间距,还有可能会造成雷云与线路平行或者接近杆塔的情况。在这样的情况下,杆塔本身会处于一个较为复杂的电磁环境中,雷电绕击过电压几率会因此增大。对于这个问题,现实中可通过加装侧向避雷针的方式来解决。对于110kV线路来讲,侧向避雷针通常被安装在杆塔横阻两边的位置,长度一般约为3米,安装时应注意在其中间1.2米处进行固定。若横向设备需加装避雷针,那么其长度最好在1.8米左右。而电气连接则需将其螺孔与杆塔横担进行连接来实现,其可以将雷电流引入大地。结合安装效果来讲,侧向避雷针能够起到提升防绕击水平等作用,对于保障线路安全有着非常积极的作用。但是,其也有一个明显的局限性:引雷率较高。对于这个局限性,目前相对有效的克服措施是增加绝缘子数量。
另外,氧化锌避雷器也是一种在线路防雷方面具有一定优势的设备。其适用于雷电活跃、电阻率较一般情况偏高以及一般降阻方法无法实现的情况,可有效降低跳闸率以及绕击率,对保障线路安全能够起到非常显著的积极作用。
(四) 调整保护角。目前,线路防雷除了上述措施之外,调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果,但是,其缺點也比较多,其中包括:投运线路往往很难进行保护角调整;部分线路无法实施;此种做法需要大量资金作为支持,成本较高。所以,在具体线路中,应结合资金实际和技术能力,综合分析以确定合理的保护角,保证线路效益。
三、输电线路运维技术分析
(一)线路检修。运维是保证线路安全的基本手段。变线为点是一种经实践证明效率较高的检修模式,但需要专业的技术人员去实施。线路检修应注意下述三点:一、为了保证线路检修秩序,确保检修任务能够按时完成,在检修过程中,应注意保障交通便利。二、应尽量选择技术先进、售后服务质量高、性能佳的设备。三、使用的线路老化率最好不要超过3‰且绝缘爬距必须符合规定。检测周期应根据线路老化率决定,若其近四年均不超过2‰,检测周期应为4年/次;若其近四年均在2.5‰,检测周期应为2年/ 次。检修工作中需要注意的是,对于比较容易受外力影响的杆塔等,应采取一定的保护措施;对于暴露在外的线路,要注意保养其绝缘材料。
(二)防雷监测。统计资料表明,雷击跳闸是输电线路最容易出现的故障之一,发生率较高,特别是在某些山区,由于气候、地形、环境相对比较特殊,雷击事故的发生率非常高,已然成了线路的最大安全威胁。所以,线路运维中,防雷监测也是一项非常重要的任务。在目前的情况下,人们已经逐渐认识到了雷电对线路的危害性,也在管理工作中对防雷监测技术进行了改进,取得了一定的成效。值得一提的是,由于雷击事故具有突发性,因此,应注意合理布设防雷装置,并做好维护,确保其能够正常工作。
四、现状及问题综合分析
以上问题看起来是孤立的,实则存在很大联系。无论是违章植树、造林,还是资源不足与浪费同在,亦或是隐患通道问题、巡检质量问题,都充分表明深层次的原因是现在设备的巡查组织方式效率不高、效果不好,既无法解决各种矛盾,又无法适应设备运行中出现的新问题,新情况,最后导致整体巡查质量不高,影响了输电设备的安全经济运行。
人工巡查是一种设备的非在线监测方式。在采用状态检修策略的设备管理模式中,设备监测是很重要的一个环节,监测获得的信息和数据,是设备健康状况诊断、设备风险预测、设备隐患消除的直接依据。缺乏有效监测手段的支持,状态检修工作无从开展。受技术条件、经济因素的制约,架空输电线路在线监测的范围和功能有限,更多监测数据的获得来自于非在线方式监测。这在客观上,要求有一种能充分整合在线与非在线监测资源的监测组织模式。
这种监测组织模式应具备如下特点:第一,科学、合理,顺应当今设备管理发展趋势,能有效组织现有资源,能缓解或解决目前存在的各种矛盾;第二,适应性强、灵活,能满足当今设备运行管理中的新情况,并能很好应对设备状况的变化;第三,能有效降低设备风险,改善设备健康状况,提升输电线路的安全经济运行水平.
五、结语
线路故障是导致大规模停电的主要原因之一,对社会生产的影响力非常大。因此,降低线路故障率是保证线路效益的关键。出于此项考虑,在线路设计过程中,必须将防雷考虑在内,采取有效的避雷措施,尽可能的避免雷害事故的发生。
参考文献:
[1]郭省平.输电线路运行故障原因及查找[J].科技与创新,2015(20):144.
[2]谢家力.肇庆地区输电线路防雷措施探讨[J].技术与市场,2015,22(10):31.