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摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。随着科技的发展,电力已成为最重要的资源之一,如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。雷电如果击中送电线路,则会导致线路跳闸或本体受损,影响持续供电,送电线路杆塔的接地装置的良好可靠对送电线路的防雷至关重要,特别是对送电线路的耐雷水平影响较大。良好的接地装置,不但可以减少由于雷电击中送电线路而引起的跳闸次数,还可以有效保护变电站内电气设备的安全运行,进一步保障电力系统持续、可靠供电。本文就送电线路运行中的防雷措施展开探讨。
关键词:送电线路;防雷;措施
引言
随着国民经济的发展与电力需求的不断增长,电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲,雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此,寻求更有效的线路防雷保护措施迫在眉睫。
1雷电对送电线路破坏的原理
高压送电线路故障的最大自然因素之一是雷电。众所周知,雷电活动能产生热电效应和磁场效应强度,会产生很强的机械损伤,在高压送电线路暴露的荒野特别容易受到电磁辐射的影响,对我们而言造成了很大危害。当前电子设备集成的电压非常高,它们被广泛应用于电力系统的运行中。高度集成的电子设备受雷电电磁脉冲是非常敏感的。当送电线路雷击过后,电磁波会超载,由于集成电路的高灵敏度性,变电站运行设备引线损坏感应敏感器件,这就会使电源监控系统保护设备产生跳闸,送电设备就会造成错误操作。对现在变电站送电网络产生巨大破坏。送电线路被雷击也被称为大气的过压,分为直接雷击过压和雷电感应压两种类型。其原因是当放电雷电产生过压时,以放电线杆为载体,引线绝缘被击穿。通过建立雷电放电通道,异构电荷引起的电荷和地球交换引起的电荷在云中,所以它被雷电击中接地的装置还是完好的。当送电线路雷电感应电压达到400kV,绝缘电压值在35kV以下会造成很大的威胁,雷电对110kV及以上的线路绝缘并没有多大的威胁。
2雷击跳闸的原因
送电线路受到雷电袭击的情况主要同如下因素存在联系:线路绝缘子存在的放电电压、架空地线以及接地电阻与雷电流强度。送电线路应用的防雷措施存在具体明确的针对性,鉴于此,对送电线路进行规划设计阶段,制定防雷措施时应对送电线路存在的雷击跳闸原因进行了解与掌握。(1)送电线路绕击现象。送电线路的安全稳定运行以及各项试验与实际检测可知,雷电绕击率的影响因素众多,其中包括避雷线对边导线保护角以及地形条件与杆塔实际高度等。山区地形条件下,送电线路绕击率明显更高,因此设计时势必会存在高度跨度相差较大的档距,这也成为耐雷能力较弱的部分;部分地区雷电现象频发,导致部分线路受到雷击情况较为严重。(2)送电线路反击现象。杆塔、顶端位置、避雷线受到雷击情况时,雷电电流经过塔身与接地装置,杆塔存在电压逐渐变大,并位于相导线部分产生感应过电压。若增大杆塔电位与相导线过电压合成的电位差明显大于送电线路绝缘闪络电压值,导线同杆塔即会出现闪络情况,并称为反击闪络。
3送电线路的防雷措施
3.1架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位;通过对导线的藕合作用可以减小线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低(一般不超过线路的总造价的10%)。因此规程规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,110kV线路一般也应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,保证雷电不致绕过避雷线而直接命中导线,应当减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°~30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到200左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15°及以下。
3.2在线路上安装避雷器
应用高压送电的线路避雷器。因为避雷器的安装造成杆塔与导线之间的电位差高于避雷器电压时,避雷器就会起到分流作用,确保绝缘子不出现闪络。在雷击跳闸频繁的送电线路中进行选择性的安装避雷器。线路避雷器主要有:(1)无间隙型。避雷器直接连接导线,它延续了电站型避雷器,具备可靠的吸收冲击能量,没有放电延时、串联间隙在运行过程中的电压及操作电压不动作,避雷器处在完全不带电状态,清除电气老化的问题;串联间隙上下电极呈现垂直状态,稳定放电和极小分散性的优点。(2)带串联间隙型,导线借助空气间隙连接避雷器,在雷电流的作用下才经受工频电压作用,具备运行时间长及可靠性高等优势。通常应用带串联间隙型,因为间隙具备隔离作用,避雷器不用承受运行电压,不用考虑长期运行电压中出现的老化问题,且避雷器的故障不会影响线路正常运行。
3.3减小接地电阻
杆塔接地电阻增加的主要因素包括:(1)接地体发生腐蚀现象,特别是山区环境酸性土壤或是风化土壤情况下,较易产生化学反应腐蚀,连接点位置腐蚀情况最为严重。(2)山坡坡带位置,雨水冲刷作用导致水土流失对线路稳定性造成影响。(3)外力形式造成破坏,接地引下线或是接地体出现丢失情况或是遭到外力破坏。接地电阻同耐雷能力存在反比关系,参考土壤电阻率,最大程度减小接地电阻,成为提升耐雷能力的重要方式。具体措施包括:(1)对线路测试不符标准接地电阻做出全面仔细的再次检测,对土壤电阻率做出检测。(2)对检查不符标准的杆塔放射线进行开挖,进行合理铺设,对接地线进行合格连接。然后,对未设置接地引线的杆塔进行焊接,地接地电阻进行再次测试,对不符标准杆塔进行再次建设。(3)对设置接地电阻但不符标准杆塔,添加降阻模块采取优化升级处理。
3.4加强监测工作
应用雷电定位系统,能够在送电线路受到雷击过程中更好的确定故障地地点,来帮助工作人员及时的解决维修问题,同时减低工作强度及时间。及时恢复供电确保了送电线路的正常运行。同时为分析雷电事故、雷电规律及特点等提供了准确的数据。为送电线路的防雷措施实施奠定良好开端及保证。
结语
为降低雷电灾害事故产生,设计阶段需对送电线路途经地区的自然情况、地形条件、雷电现象、土壤电阻率等情况做出充分的了解与掌握,并按照已经架设送电线路稳定运行的实际经验等,采取对比的方式选取科学合理高效的防雷措施,增强送电线路防雷能力。雷电是较为复杂且随机性较高的自然现象,需电力各个部门进行紧密协作配合,避免雷电灾害事故发生的频发,提升送电线路稳定运行的可靠性。
参考文献
[1]段有重,孙圣帅,张廷波,芦毅.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].山东工业技术,2019(01):186.
[2]黎晓辰.浅析架空输电线路的运行维护及防雷措施[J].电子测试,2018(23):96-97.
[3]范立.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].中国高新技术企业,2019(01):141-142.
[4]李艷秀.送电线路运行中的防雷措施[J].建材发展导向(下),2018(01).
[5]李建军.对高压送电线路设计防雷措施的探讨[J].科技与企业,2019(15):379.
关键词:送电线路;防雷;措施
引言
随着国民经济的发展与电力需求的不断增长,电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲,雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此,寻求更有效的线路防雷保护措施迫在眉睫。
1雷电对送电线路破坏的原理
高压送电线路故障的最大自然因素之一是雷电。众所周知,雷电活动能产生热电效应和磁场效应强度,会产生很强的机械损伤,在高压送电线路暴露的荒野特别容易受到电磁辐射的影响,对我们而言造成了很大危害。当前电子设备集成的电压非常高,它们被广泛应用于电力系统的运行中。高度集成的电子设备受雷电电磁脉冲是非常敏感的。当送电线路雷击过后,电磁波会超载,由于集成电路的高灵敏度性,变电站运行设备引线损坏感应敏感器件,这就会使电源监控系统保护设备产生跳闸,送电设备就会造成错误操作。对现在变电站送电网络产生巨大破坏。送电线路被雷击也被称为大气的过压,分为直接雷击过压和雷电感应压两种类型。其原因是当放电雷电产生过压时,以放电线杆为载体,引线绝缘被击穿。通过建立雷电放电通道,异构电荷引起的电荷和地球交换引起的电荷在云中,所以它被雷电击中接地的装置还是完好的。当送电线路雷电感应电压达到400kV,绝缘电压值在35kV以下会造成很大的威胁,雷电对110kV及以上的线路绝缘并没有多大的威胁。
2雷击跳闸的原因
送电线路受到雷电袭击的情况主要同如下因素存在联系:线路绝缘子存在的放电电压、架空地线以及接地电阻与雷电流强度。送电线路应用的防雷措施存在具体明确的针对性,鉴于此,对送电线路进行规划设计阶段,制定防雷措施时应对送电线路存在的雷击跳闸原因进行了解与掌握。(1)送电线路绕击现象。送电线路的安全稳定运行以及各项试验与实际检测可知,雷电绕击率的影响因素众多,其中包括避雷线对边导线保护角以及地形条件与杆塔实际高度等。山区地形条件下,送电线路绕击率明显更高,因此设计时势必会存在高度跨度相差较大的档距,这也成为耐雷能力较弱的部分;部分地区雷电现象频发,导致部分线路受到雷击情况较为严重。(2)送电线路反击现象。杆塔、顶端位置、避雷线受到雷击情况时,雷电电流经过塔身与接地装置,杆塔存在电压逐渐变大,并位于相导线部分产生感应过电压。若增大杆塔电位与相导线过电压合成的电位差明显大于送电线路绝缘闪络电压值,导线同杆塔即会出现闪络情况,并称为反击闪络。
3送电线路的防雷措施
3.1架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位;通过对导线的藕合作用可以减小线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低(一般不超过线路的总造价的10%)。因此规程规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,110kV线路一般也应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,保证雷电不致绕过避雷线而直接命中导线,应当减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°~30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到200左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15°及以下。
3.2在线路上安装避雷器
应用高压送电的线路避雷器。因为避雷器的安装造成杆塔与导线之间的电位差高于避雷器电压时,避雷器就会起到分流作用,确保绝缘子不出现闪络。在雷击跳闸频繁的送电线路中进行选择性的安装避雷器。线路避雷器主要有:(1)无间隙型。避雷器直接连接导线,它延续了电站型避雷器,具备可靠的吸收冲击能量,没有放电延时、串联间隙在运行过程中的电压及操作电压不动作,避雷器处在完全不带电状态,清除电气老化的问题;串联间隙上下电极呈现垂直状态,稳定放电和极小分散性的优点。(2)带串联间隙型,导线借助空气间隙连接避雷器,在雷电流的作用下才经受工频电压作用,具备运行时间长及可靠性高等优势。通常应用带串联间隙型,因为间隙具备隔离作用,避雷器不用承受运行电压,不用考虑长期运行电压中出现的老化问题,且避雷器的故障不会影响线路正常运行。
3.3减小接地电阻
杆塔接地电阻增加的主要因素包括:(1)接地体发生腐蚀现象,特别是山区环境酸性土壤或是风化土壤情况下,较易产生化学反应腐蚀,连接点位置腐蚀情况最为严重。(2)山坡坡带位置,雨水冲刷作用导致水土流失对线路稳定性造成影响。(3)外力形式造成破坏,接地引下线或是接地体出现丢失情况或是遭到外力破坏。接地电阻同耐雷能力存在反比关系,参考土壤电阻率,最大程度减小接地电阻,成为提升耐雷能力的重要方式。具体措施包括:(1)对线路测试不符标准接地电阻做出全面仔细的再次检测,对土壤电阻率做出检测。(2)对检查不符标准的杆塔放射线进行开挖,进行合理铺设,对接地线进行合格连接。然后,对未设置接地引线的杆塔进行焊接,地接地电阻进行再次测试,对不符标准杆塔进行再次建设。(3)对设置接地电阻但不符标准杆塔,添加降阻模块采取优化升级处理。
3.4加强监测工作
应用雷电定位系统,能够在送电线路受到雷击过程中更好的确定故障地地点,来帮助工作人员及时的解决维修问题,同时减低工作强度及时间。及时恢复供电确保了送电线路的正常运行。同时为分析雷电事故、雷电规律及特点等提供了准确的数据。为送电线路的防雷措施实施奠定良好开端及保证。
结语
为降低雷电灾害事故产生,设计阶段需对送电线路途经地区的自然情况、地形条件、雷电现象、土壤电阻率等情况做出充分的了解与掌握,并按照已经架设送电线路稳定运行的实际经验等,采取对比的方式选取科学合理高效的防雷措施,增强送电线路防雷能力。雷电是较为复杂且随机性较高的自然现象,需电力各个部门进行紧密协作配合,避免雷电灾害事故发生的频发,提升送电线路稳定运行的可靠性。
参考文献
[1]段有重,孙圣帅,张廷波,芦毅.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].山东工业技术,2019(01):186.
[2]黎晓辰.浅析架空输电线路的运行维护及防雷措施[J].电子测试,2018(23):96-97.
[3]范立.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].中国高新技术企业,2019(01):141-142.
[4]李艷秀.送电线路运行中的防雷措施[J].建材发展导向(下),2018(01).
[5]李建军.对高压送电线路设计防雷措施的探讨[J].科技与企业,2019(15):379.