论文部分内容阅读
[摘 要]输配电线路的作用就是将电力资源从电力的产地送到用电单位,在电力的运输中有着重要的作用。随着人们用电范围的不断增加,电网对电力的传送压力也原来越大,随之而来的,就是输配电线路的安全问题,本文以輸配电线路的雷电过压电的类型为主要的阐述背景,具体通过输配电线路的几种类及形式进行分析,通过对输配电线路被雷击的故障探究,输配电线路易被雷击的原因以及输配电线路的防雷对策三个方面具体对输配电线路防雷措施进行分析,希望为以后我国在输配电线路上实行更好的防雷措施提供可参考性意见。
[关键词]输配电线路;防雷措施;雷电过压电
中图分类号:TH944 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
前言:随着电力应用越来越广泛,电力的运送问题也逐渐被国家所重视,输配电线路在电力的传送过程中有着重要的作用。但是由于雷雨天气不可避免,而输配电线路本身存在一定的问题,输配电线路被雷击的问题也就逐渐被人们所关注,一旦输配电线路遭到雷击,会给沿途的人们的生活造成很多影响,为避免雷击事故的发生,合理的采取防雷击的的措施也就必不可免,不仅可以减少损失,还能为线路的运行提供一定的技术保障。
一、输配电线路的雷电过压电的类型
雷电过压电是雷击导致输配电线路出现故障的重要形式,对于雷电过压电的判断主要有以下几种类型,因其线路跳闸的时间、闪络的相数及位置、地形的状况以及线路的保护动作等都能作为依据[1]。其具体类别可以分为三种类型:
(一)直击雷过电压
直击雷过电压主要是指累向有电流的、被架空的线路进行放电,当雷电电流进入电线的电路中时,雷电的电流因在流通路径中受到电阻的阻力时会产生巨大的电压,最终的结果就是使输配电线路产生直雷击过电压,这是直雷击过电压的来源,其对输配电线路产生的损害也是最大的,会直接引起电线路短路,并对整片相连的电线路造成损害。当雷直击导线之后向两侧流动的过程中,以Z0作为电流通道的波阻抗,当计算冲击电晕时,Z可取400Ω,,雷击点的电压计算公式为:。其中,;。
(二)反击雷过电压
反击雷过电压是雷电主要集中在线路的杆塔顶部进行放电的,也有可能是雷云对杆塔顶部的避雷针进行放电,从而影响到输配电线路,这时的雷电电流流向是从杆塔顶部流向地下,线路中的电阻会因阻抗雷电的电流而出现电压降,这就会使杆塔的顶部电压较高,这种高电压作用在线路的绝缘体上,由于电压过高,会使电流穿过线路的绝缘体,使线路产生反击雷过电压
(三)感应雷过电压
感应雷过电压主要是由于雷电在线路的附近放电,雷电虽然没有直接击中输电线路,但由于杆塔架空位置有大量的感应电荷产生,这种感应电荷与雷云的发射电流中的电极相反,这种被称作束缚电荷的电流会在雷云放电时对放点通道中的电荷进行中和,被影响的束缚电荷会受此影响变成自由电荷,自由电荷的电流向线路的两端流动,从而产生相应的感应雷过电压[2]。这种电压的产生虽不及直击雷过电压和反击雷过电压对电路的影响大,也会对电路产生很大的影响,尤其是会造成线路短路的情况。
我国规程推荐的感应过过电压可以采用下式计算:。其中,;;;(m)。
二、输配电线路被雷击的故障探究
当线路出现雷击故障时,一般有雷电的绕击、反击或者直击的现象。正因如此,检修人员要根据不同的雷击形式对电路进行进修和防雷措施,在事故现场进行雷击事故的深入分析,在不断的观察总结的同时,对输配电线路被雷击的故障进行探究。
(一)利用闪络相别的方式进行鉴定
一般情况下的累积故障是存在一定的规律的,不论是雷电的绕击还是雷电的反击,都可以根据相邻的杆塔之间的闪络状况来进行判断。例如,雷电对线路的直击击中的导线次数较少,绕击的雷电一般不会造成多个导线同时发生闪络[3]。因此,一旦出现相同杆的二相线甚至是三相线出现闪络,就可以將此次事故判定为反击雷电事故。
(二)利用雷电的电流方向及雷击位置来判断
在线路进行架空时,工作人员就会对雷电进行相应的防范措施,通常会在地线上安放一个磁铁棒,用来记录雷电电流的流向及状态。当输电线路上的磁铁棒记录了雷电电流的大小及方向时,就可以根据这些数值分析出线路中被雷击中的地点,以此来判断线路是遭到反击还是绕击也就更加准确,这种方法虽然能快速辨别雷电的击中形式,但需要在线路的全线范围内都装有磁铁棒,这会给线路的管理工作带来很大的不便。因此,这种方法并为被普及。
(三)利用杆塔及线路地形位置进行分析
在通常情况下,地势较陡峭的地区在设置输配电线路时更容易发生雷击事故[4]。因此,山地地区的雷击电路事故要比平原地区的雷击事故发生率低很多,这其中主要的影响因素是当地的坡度大小不同,雷电对线路绕击时的范围也会增大。而若线路是按照沿着斜坡的上坡进行设置的,在山坡的外侧会因雷击的电波沿着斜坡逐渐向下移动,大大增加了雷电绕击的范围,在山坡的内侧则恰恰相反,会因电波向上移动的状况使得雷击范围大大缩小。所以,根基线路设置的位置也可以判断雷击的类型,为了判断的准确性,还是应该合理的利用杆塔的参数进行综合的分析。
三、输配电线路易被雷击的原因
(一)整体绝缘性不高
我国对输配电线路的绝缘体配置主要是普通的设计标准,绝缘体是输配电线路中重要的配置,不光可以防止雷击,还能够使工作人员在安装线路时避免受到伤害[5]。因此,绝缘体的作用不可小觑,其整体绝缘性的提高,既可以防止雷击事故的发生,又可以提高线路的抗击雷击的水平。具体导致绝缘水平不高的原因有以下几个方面:
第一绝缘体没有及时的更新和维护,一般对线路中的绝缘体进行更新和维护的时候都是绝缘体进行爆炸之后,有些绝缘体的运行时间太长,其作用也相对减弱,不利于发挥其绝缘水平;第二,绝缘体的配置时间过长,现今使用的绝缘体对雷电的绝缘性能较弱,在线路造成雷击时极容易造成绝缘闪络问题,进而使雷击给线路造成一定的故障;第三,使用的绝缘体对雷电的防护缺少一定的针对性。 (二)电容电流大
输配电线路中的电流和电压极易受到电网中接地方式影响,而不同的接地方式对输配电线路遭到雷击后产生的不同情况的跳闸也不尽相同,一般情况下,输配电线路中的接地状况主要有以下两种形式:第一,电容电流要小于11.4安培,雷电产生电压的过程中会造成绝缘体产生闪络,线路本身可以降低这种事故的发生率;第二,电容电流大于11.4安培,这种情况下雷电的电压经过线路时会因线路中电流过大,导致线路发生短路的情况,总体来看,很多地区的线路中电流都大于11.4安培,这也是我国输配电线路容易发生雷击的重要原因之一。
(三)线路的避雷线设计不到位
输配电线路中设置避雷线一直是我国防止线路遭到雷击的重要保护依据,但当前的很多线路中并没有全程很好的设置避雷线,在很多线路中缺少必然的防护措施[6]。也有一部分地区虽然安装了避雷线,但大多数只是在线路的进线段进行设置,并且设置的避雷线单一,容易发生直击雷电过压电和感应雷击过压电,这种避雷的架设线路,并不能起到很好的防雷要求。
四、输配电线路的防雷对策
(一)增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈
要想避免因整体绝缘性不高导致的雷击事故发生,就必须要增加线路的绝缘性,在改进绝缘体的绝缘性能的同时,也要对绝缘体实行定期的检修,避免一些因疏忽造成的不必要的损失。与此同时,也要在输配电线路中设置相应的弧线圈,在线路遭到雷击的同时,弧线圈会在线路的接地线上产生电流的补偿作用,有效的降低雷击的过电压。消弧线圈还有一个作用,就是可以防止磁铁谐振时的雷电过电压。所以,增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈是减少线路被雷击的重要方式之一。
(二)降低桿塔接地的电阻
合理的降低杆塔接地的电阻可以达到较好的防止输配电线路被雷击的事故,因接地电阻阻值越小,杆塔在遭受雷击时的过电压就越低,反之,若接地电阻阻值越大,杆塔在遭受雷击时的过电压就越高[7]。因此,合理的减小接地电阻的阻值,可以达到输配电线路很好的避雷效果。降低杆塔接地的电阻的方式有以下两种:第一、可以将杆塔的接地极深埋的方式;第二、对混凝土杆内的钢筋接触电阻进行完善。
(三)加装避雷线
要想减少雷电对输配电线路的雷击事故的发生,合理的加装避雷线是一种重要的方式,由于输配电线路的线路过多,很容易出现交叉跨越的现象,一旦发生雷击导致掉线情况的发生,那么引起其他线路的故障就必不可免,更会使变电站受到雷电电流的侵入,造成更大的损失。而避雷线的假装,恰恰可以改善这点劣势。因此,对于已造成雷击事的输配电线路进行加设避雷线来达到减少事故放生的目的。也可以在线路中安装无串联线路来防护雷击,无串联线路的避雷器可以快速的放电,没有普通避雷线的放电延迟性,既可以吸收大量的电流,又可以快速进行放電。
结论
综上所述,输配电线路作为我国供电网络中重要的部分,其运行效果直接影响的是国民的生活以及工业的生产,作为国家重要的经济支柱的组成部分,由于其自身具有整体绝缘性不高,电容电流大,线路的避雷线设计不到位的问题,导致其容易遭到雷击并产生跳闸。因此,应根据我国的输配电线路面对的具体问题,在装置上进行防雷措施,具体可以通过增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈,降低杆塔接地的电阻,合理的加装避雷线三个方式进行改进,为更好使我国的输配电线路避免被雷击打下基础。
参考文献
[1] 闫晓欣.10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施仿真研究[J].科技展望,2016,(15):96.
[2] 程军胜.10kv配电线路单相接地故障的原因及变压器防雷措施探讨[J].科技与企业,2016,(10):196.
[3] 叶树芬.10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线措施分析[J].中国高新技术企业,2016,(10):132-133.
[4] 刘冬生.配电线路单相接地故障的原因及变压器防雷措施[J].科技与企业,2015,(21):227+229.
[5] 刘国强.青藏高原地区10kV架空配电线路防雷措施研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015,(10):89.
[6] 陈志刚.不同地形条件下架空配电线路的防雷措施分析[J].电子世界,2015,(17):55-56.
[关键词]输配电线路;防雷措施;雷电过压电
中图分类号:TH944 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)32-0000-01
前言:随着电力应用越来越广泛,电力的运送问题也逐渐被国家所重视,输配电线路在电力的传送过程中有着重要的作用。但是由于雷雨天气不可避免,而输配电线路本身存在一定的问题,输配电线路被雷击的问题也就逐渐被人们所关注,一旦输配电线路遭到雷击,会给沿途的人们的生活造成很多影响,为避免雷击事故的发生,合理的采取防雷击的的措施也就必不可免,不仅可以减少损失,还能为线路的运行提供一定的技术保障。
一、输配电线路的雷电过压电的类型
雷电过压电是雷击导致输配电线路出现故障的重要形式,对于雷电过压电的判断主要有以下几种类型,因其线路跳闸的时间、闪络的相数及位置、地形的状况以及线路的保护动作等都能作为依据[1]。其具体类别可以分为三种类型:
(一)直击雷过电压
直击雷过电压主要是指累向有电流的、被架空的线路进行放电,当雷电电流进入电线的电路中时,雷电的电流因在流通路径中受到电阻的阻力时会产生巨大的电压,最终的结果就是使输配电线路产生直雷击过电压,这是直雷击过电压的来源,其对输配电线路产生的损害也是最大的,会直接引起电线路短路,并对整片相连的电线路造成损害。当雷直击导线之后向两侧流动的过程中,以Z0作为电流通道的波阻抗,当计算冲击电晕时,Z可取400Ω,,雷击点的电压计算公式为:。其中,;。
(二)反击雷过电压
反击雷过电压是雷电主要集中在线路的杆塔顶部进行放电的,也有可能是雷云对杆塔顶部的避雷针进行放电,从而影响到输配电线路,这时的雷电电流流向是从杆塔顶部流向地下,线路中的电阻会因阻抗雷电的电流而出现电压降,这就会使杆塔的顶部电压较高,这种高电压作用在线路的绝缘体上,由于电压过高,会使电流穿过线路的绝缘体,使线路产生反击雷过电压
(三)感应雷过电压
感应雷过电压主要是由于雷电在线路的附近放电,雷电虽然没有直接击中输电线路,但由于杆塔架空位置有大量的感应电荷产生,这种感应电荷与雷云的发射电流中的电极相反,这种被称作束缚电荷的电流会在雷云放电时对放点通道中的电荷进行中和,被影响的束缚电荷会受此影响变成自由电荷,自由电荷的电流向线路的两端流动,从而产生相应的感应雷过电压[2]。这种电压的产生虽不及直击雷过电压和反击雷过电压对电路的影响大,也会对电路产生很大的影响,尤其是会造成线路短路的情况。
我国规程推荐的感应过过电压可以采用下式计算:。其中,;;;(m)。
二、输配电线路被雷击的故障探究
当线路出现雷击故障时,一般有雷电的绕击、反击或者直击的现象。正因如此,检修人员要根据不同的雷击形式对电路进行进修和防雷措施,在事故现场进行雷击事故的深入分析,在不断的观察总结的同时,对输配电线路被雷击的故障进行探究。
(一)利用闪络相别的方式进行鉴定
一般情况下的累积故障是存在一定的规律的,不论是雷电的绕击还是雷电的反击,都可以根据相邻的杆塔之间的闪络状况来进行判断。例如,雷电对线路的直击击中的导线次数较少,绕击的雷电一般不会造成多个导线同时发生闪络[3]。因此,一旦出现相同杆的二相线甚至是三相线出现闪络,就可以將此次事故判定为反击雷电事故。
(二)利用雷电的电流方向及雷击位置来判断
在线路进行架空时,工作人员就会对雷电进行相应的防范措施,通常会在地线上安放一个磁铁棒,用来记录雷电电流的流向及状态。当输电线路上的磁铁棒记录了雷电电流的大小及方向时,就可以根据这些数值分析出线路中被雷击中的地点,以此来判断线路是遭到反击还是绕击也就更加准确,这种方法虽然能快速辨别雷电的击中形式,但需要在线路的全线范围内都装有磁铁棒,这会给线路的管理工作带来很大的不便。因此,这种方法并为被普及。
(三)利用杆塔及线路地形位置进行分析
在通常情况下,地势较陡峭的地区在设置输配电线路时更容易发生雷击事故[4]。因此,山地地区的雷击电路事故要比平原地区的雷击事故发生率低很多,这其中主要的影响因素是当地的坡度大小不同,雷电对线路绕击时的范围也会增大。而若线路是按照沿着斜坡的上坡进行设置的,在山坡的外侧会因雷击的电波沿着斜坡逐渐向下移动,大大增加了雷电绕击的范围,在山坡的内侧则恰恰相反,会因电波向上移动的状况使得雷击范围大大缩小。所以,根基线路设置的位置也可以判断雷击的类型,为了判断的准确性,还是应该合理的利用杆塔的参数进行综合的分析。
三、输配电线路易被雷击的原因
(一)整体绝缘性不高
我国对输配电线路的绝缘体配置主要是普通的设计标准,绝缘体是输配电线路中重要的配置,不光可以防止雷击,还能够使工作人员在安装线路时避免受到伤害[5]。因此,绝缘体的作用不可小觑,其整体绝缘性的提高,既可以防止雷击事故的发生,又可以提高线路的抗击雷击的水平。具体导致绝缘水平不高的原因有以下几个方面:
第一绝缘体没有及时的更新和维护,一般对线路中的绝缘体进行更新和维护的时候都是绝缘体进行爆炸之后,有些绝缘体的运行时间太长,其作用也相对减弱,不利于发挥其绝缘水平;第二,绝缘体的配置时间过长,现今使用的绝缘体对雷电的绝缘性能较弱,在线路造成雷击时极容易造成绝缘闪络问题,进而使雷击给线路造成一定的故障;第三,使用的绝缘体对雷电的防护缺少一定的针对性。 (二)电容电流大
输配电线路中的电流和电压极易受到电网中接地方式影响,而不同的接地方式对输配电线路遭到雷击后产生的不同情况的跳闸也不尽相同,一般情况下,输配电线路中的接地状况主要有以下两种形式:第一,电容电流要小于11.4安培,雷电产生电压的过程中会造成绝缘体产生闪络,线路本身可以降低这种事故的发生率;第二,电容电流大于11.4安培,这种情况下雷电的电压经过线路时会因线路中电流过大,导致线路发生短路的情况,总体来看,很多地区的线路中电流都大于11.4安培,这也是我国输配电线路容易发生雷击的重要原因之一。
(三)线路的避雷线设计不到位
输配电线路中设置避雷线一直是我国防止线路遭到雷击的重要保护依据,但当前的很多线路中并没有全程很好的设置避雷线,在很多线路中缺少必然的防护措施[6]。也有一部分地区虽然安装了避雷线,但大多数只是在线路的进线段进行设置,并且设置的避雷线单一,容易发生直击雷电过压电和感应雷击过压电,这种避雷的架设线路,并不能起到很好的防雷要求。
四、输配电线路的防雷对策
(一)增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈
要想避免因整体绝缘性不高导致的雷击事故发生,就必须要增加线路的绝缘性,在改进绝缘体的绝缘性能的同时,也要对绝缘体实行定期的检修,避免一些因疏忽造成的不必要的损失。与此同时,也要在输配电线路中设置相应的弧线圈,在线路遭到雷击的同时,弧线圈会在线路的接地线上产生电流的补偿作用,有效的降低雷击的过电压。消弧线圈还有一个作用,就是可以防止磁铁谐振时的雷电过电压。所以,增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈是减少线路被雷击的重要方式之一。
(二)降低桿塔接地的电阻
合理的降低杆塔接地的电阻可以达到较好的防止输配电线路被雷击的事故,因接地电阻阻值越小,杆塔在遭受雷击时的过电压就越低,反之,若接地电阻阻值越大,杆塔在遭受雷击时的过电压就越高[7]。因此,合理的减小接地电阻的阻值,可以达到输配电线路很好的避雷效果。降低杆塔接地的电阻的方式有以下两种:第一、可以将杆塔的接地极深埋的方式;第二、对混凝土杆内的钢筋接触电阻进行完善。
(三)加装避雷线
要想减少雷电对输配电线路的雷击事故的发生,合理的加装避雷线是一种重要的方式,由于输配电线路的线路过多,很容易出现交叉跨越的现象,一旦发生雷击导致掉线情况的发生,那么引起其他线路的故障就必不可免,更会使变电站受到雷电电流的侵入,造成更大的损失。而避雷线的假装,恰恰可以改善这点劣势。因此,对于已造成雷击事的输配电线路进行加设避雷线来达到减少事故放生的目的。也可以在线路中安装无串联线路来防护雷击,无串联线路的避雷器可以快速的放电,没有普通避雷线的放电延迟性,既可以吸收大量的电流,又可以快速进行放電。
结论
综上所述,输配电线路作为我国供电网络中重要的部分,其运行效果直接影响的是国民的生活以及工业的生产,作为国家重要的经济支柱的组成部分,由于其自身具有整体绝缘性不高,电容电流大,线路的避雷线设计不到位的问题,导致其容易遭到雷击并产生跳闸。因此,应根据我国的输配电线路面对的具体问题,在装置上进行防雷措施,具体可以通过增加输配电线路的绝缘性并设置消弧线圈,降低杆塔接地的电阻,合理的加装避雷线三个方式进行改进,为更好使我国的输配电线路避免被雷击打下基础。
参考文献
[1] 闫晓欣.10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施仿真研究[J].科技展望,2016,(15):96.
[2] 程军胜.10kv配电线路单相接地故障的原因及变压器防雷措施探讨[J].科技与企业,2016,(10):196.
[3] 叶树芬.10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线措施分析[J].中国高新技术企业,2016,(10):132-133.
[4] 刘冬生.配电线路单相接地故障的原因及变压器防雷措施[J].科技与企业,2015,(21):227+229.
[5] 刘国强.青藏高原地区10kV架空配电线路防雷措施研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015,(10):89.
[6] 陈志刚.不同地形条件下架空配电线路的防雷措施分析[J].电子世界,2015,(17):55-56.