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摘要:目前,我国的输电线路一般设置在山上或者视野开阔的地方,特别是一些架空的线路、超过110kV线路等。由于全球气候特殊情况的加剧,这些地方特别容易出现雷电,尤其是在夏天,输电线路的雷电事故频繁。据相关学者的调查,夏天是多雷时期,出现跳闸的频率多于其它时节,有些地方极其严重。雷击引起的输电线路跳闸次数占跳闸总次数的一半以上。虽然,我国对输电线路进行了相应的改进,雷击引起的输电线路跳闸次数有所减少,但是,我们应该从根本上重视雷击跳闸,因为,雷击会对输电线路构成严重的威胁。
关键词:电力输电线路;防雷;问题
前言
输电线路的防雷问题越来越受到人们的重视,因为它严重影响供电的安全。雷电属于自然现象,而雷电经常会造成电力输电线路出现跳闸。所以,解决线路跳闸现象,确保电力输电的正常运行,是现在电力公司迫切要解决的问题。本文讲解了雷击的危害,提出电力输电线路防止雷电事故的方法。
1雷电对输电线路的危害
雷电具有突发性和剧烈性,能够在瞬间产生巨大的磁场效应和热电效应,另外,雷电自身具有较强的机械破坏能力,因此,雷电一旦击中高压输电线路就会产生严重的电压危害。目前,在电力调度运行系统中配备了具有较高集成度的电子设备,这些设备对雷电电磁脉冲的反应极特别敏感,如果输电线路被雷击中,瞬间形成超负载敏感过电压磁波穿过输电线路进入变电站,降低了变电设备的介电强度,破坏敏感电子器件,监控系统的保护装置出现错误操作,导致设备跳闸,给电力变电的正常运行带来严重的损坏。输电线路被雷击中后,产生的过电压可达400kV,特别容易对35kV以下的线路构成致命威胁。其中直击雷过电压对电力设备的绝缘损害最大,这是因为直击雷过电压具有较高的峰值,破坏力较大,在输电线路中可能引起绝缘子闪络、烧伤、穿透,严重可能击断输电线路导致停电[1]。
2雷击形式
输电线路雷害主要有感应雷和直击雷这两种形式,其中直击雷又包括绕击和反击两种形式。大量的电网运行经验表明:电压超过110kV(包括110kV)的输电线路雷害原因的分析主要依据经验和故障现象,因此,很难做出准确判断,这影响了有针对性的防雷安全措施的制定。通常郊区输电线路由于地面周边的空间电厂受山坡地形等条件的影响,其绕击率是平原输电线路的三倍,也可以形容为保护角增加8度[2]。
3电力输电线路防雷保护
安全防护措施在电力输电线路的防雷工作中具有重要的地位。输电线路安全防护措施的制定是为保证输电线路的安全、正常供电,防控雷击事故的发生,这需要电力工作人员制定科学、有效、可行的安全防护措施。一旦发生雷击事故,最大程度地避免输电线路出现闪络,从而降低跳闸率。
3.1设置避雷线
避雷线也叫做架空地线,它的用途主要是用来遮挡导线对导线进行屏蔽,发生雷击现象之后,可以将电流分成几股,从而减少强电流对导线的作用。通常,避雷线都放在导线的上面,主要是为了保护导线,防止出现雷击事故。出于安全考虑,110kv避雷线应该沿着输电线路铺设。有些地方是雷电经常出没的地方,应该铺设两道避雷线,增强避雷线的分流作用,防止输电线线路遭遇雷击之后电流过大出现闪烁[3]。
3.2增加线路避雷器
避雷器起到保护输电线路的作用,虽然不能百分之百防止雷电事故的发生,但是也可以减少一定的灾害程度。尤其是在一些雷电出没次数多的地方,既可以减少接地电阻,也可以安装避雷器。避雷器实际上是电阻的一种,它属于非线性电阻,工作人员把它和绝缘体安装在电线杆上面,可以防止绝缘体发生闪烁。还有,如果发生雷击现象,避雷器可以保护绝缘体,自然输电线路也得到了保护。虽然避雷器作用很好,但是它价格比较高[4]。因此,在使用避雷器的时候,工作人员应该要对当地的地形进行详细考虑,选择最佳位置,保证作用最大化。
3.3减少输电线路绕击概率
这个安全保护措施主要用来局部改善周围物体对线路的屏蔽效果,从而减少被雷电击中的机会,例如,减小保护角、使用负角保护针等。其中减小保护角由于受到杆塔结构的电力造价的束缚,对于一些平缓山坡、地形开阔区域,当避雷线的保护角度较大时可以使用这一方法,但要保证杆塔配有合格的接地装置。在设计满足绕击耐雷水平的情况下,通常不会减小保护角或者使用负角保护;杆塔塔顶的避雷针应该满足传统防雷理论,但是如果安装避雷针后杆塔遭雷击的概率将增大,这可能增加反击的可能性,在采用这一方法时还应保证杆塔接地电阻在10欧姆以下。这种方法只适用在输电线路为绕击事故或者地形决定输电线路容易绕击。
3.4提高输电线路的耐雷击水平
输电线路绝缘性直接影响着线路遭受雷击的概率,因此,在日常工作中电力人员应加大对输电线路绝缘体的检查力度,保证绝缘体的质量达标,防止由于绝缘体质量问题引起输电线路雷电事故的问题,影响电力的正常供应。如果输电线路中安装了绝缘体,电力部门也不能放松,应该遵循国家的相关规范进行检查,一旦发现损坏的绝缘体应立即更换[5]。另外,每次电力人员在检查输电线路后,均应统计绝缘体的损坏率,确保输电线路达到电力供应标准。
3.5输电线路安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用中却存在以下问题:一是由于避雷针而导致雷击概率增大;二是保护范围小。国内外不少防雷专家,对避雷针能向被保护物有多大的保护距离做了系统的研究,得出的结论是:“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域。”从避雷针因侧击雷、绕击雷造成事故的实例来分析,其保护范围是不十分肯定的。由于避雷针的引雷作用,所以雷击次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地的过程中,雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。
3.6采用中性点非有效接地方式
在我国35kV及以下电力系统中多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高了线路的耐雷水平。因此,对35kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔,必须做好接地措施。
结论:
随着社会的发展进步,社会对架空输电线路的可靠性要求越来越高。架空输电线路防雷是一项非常普遍、非常复杂,而又非常重要的工作。目前理论和工程实践的研究还在不断深入,一些新的理论和工程实践在逐渐地加以应用,对此,我们应进一步加强对防雷措施的探索。
参考文献:
[1]何峻伟.220kV高压输电线路的防雷接地技术研究[J].科技经济市场,2015,(08):10-11.
[2]王邦辉.浅谈110kV高压输电线路的防雷措施[J].通讯世界,2015,(05):157-158.
[3]马宏斌,吕建刚.输电线路的防雷对策探究[J].科技创新与应用,2014,(32):162.
[4]董亮.高压输电线路的防雷技术分析[J].科技创新与应用,2014,(19):172.
[5]黄福彩.高压输电线路防雷技术措施探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,(05):295.