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摘要:通常来说,5OOkV输电线路为我国高压线路,输电线路运转状态一旦受到影响,将直接对工业生产造成影响而对高压输电线路运转影响最大的便是雷电事故,雷电是自然反应,不受人为控制的,但它却很大程度上影响着电网的运行安全。故而本文致力于分析5OOkV输电线路容易受到雷电干扰的原因,旨在寻找其解决措施,以求保障5OOkV输电线路高压电的输送安全。
关键词:5OOkV输电线路;雷电干扰;成因;解决措施;
就目前来说,5OOkV高压电输电线路承担着国内企业主要电力的输送工作。考虑到高压线路长期裸露在野外,其线路长、分布广等特点,一旦受到雷击的力量超过高压线路的承受力,就会诱发跳闸故障,进而影响到一整片区域的用电情况。因此我国电力工作者的重点一直是有关5OOkV输电线路的防雷工作。本文即从此方向出发,深入分析其受雷电干扰的原因,旨在寻找高压线路的防雷措施。
15OOkV输电线路受雷电干扰的理论依据
电力行业中的过电压与大气层中的过电压是有所区别的。前者一般是指将所有可能造成电气设备绝缘系统破坏的电压增高因素,后者则是电气设备或地上建筑物受到自然环境中的雷电击打形成的。因其能量来源于电力体系外部,后者也叫外部过电压。通过雷电和地面建筑物等之间产生的放电是对电力设备造成破坏的主要方式。若在输电线路中发生这一现象,则极大地增加了雷电击穿高压线路绝缘部分的可能性,电路对地连接间则会产生短路,而5OOkV输电线路的体系是直接接地的,很容易造成电路跳闸,进而引起大面积停电或造成电网的不稳定。据资料可考,输电线路容易遭受雷电干扰,击穿高压线路绝缘部分的原因有如下几种:
1.1外部因素产生的过电压
通常情况下,雷电对输电线路的电击主要有感压雷过电压和直击雷过电压两种。前者是直接电击到高压线路周围地面而形成的过电压,后者则是电击在高压线路的杆塔或导线等线路上而形成的过电压。电力工作者往往会因为雷电干扰因素,对线路保护的情况有误差判断,尤其是当高压线路处于暂时性保护状态的时候,大量电流会随着感应雷击的过电压流到高压线路上,高频次的电流会对线路本身产生巨大的威胁。从这方面来看,感压雷过电压对线路的伤害要远高于直击雷过电压。雷电直击造成的线路跳闸等现象大部分原因是因为线路中雷电流过大,进而引发多相故障、导地线之间的雷击放电与单次跳闸引发的多根电线塔的闪络等一系列问题的产生。
1.2输电线路内部因素
高压电路的5OOkV输电线路的投入使用可以追溯到20世纪八十年代左右,由于经费紧张与技术落后的原因,较早时期投资并建设成功的高压电路其本身的防雷水准有待提升,高压输电线电路其内部所经流的电流量较之于普通线路较大,而电压也较高,多余的电压与电流汇聚,则在电路四周引发电离现象。因此在雷雨天气,高压线路易出现故障。
1.35OOkV输电线路安装环境
随着近年来我国城镇化建设的步伐不断加快,土地资源相对紧张,高压线路的建设选址条件有了诸多限制。多数会在山坡等区域,较高的地势无形中加大了高压线路遭遇雷电击打的概率,随高度的递增,线路受到雷击损害的概率也随之提升。
1.4复合绝缘子耐压能力低
雷电耐压能力低的复合绝缘子是现今高压电路中应用较多的物质。该绝缘子的本身特性不能够抵抗雷电为输电线路带来的巨大伤害,易引发较大的线路事故,增加了5OOkV输电线路受雷电天气影响的概率。
2雷击线路雷击跳闸的原因
线路绝缘子的50%放电电压、有无架空地线、雷电流强度和杆塔的接地电阻这四个因素是高压送电线路遭受雷击的事故的主要判定条件。因此,高压送电线路设计的过程中,我们首先要明确高压送电线路遭雷击跳闸原因,进而有针对性的选择高压送电线路,尽可能地降低高压线路遭遇雷击的损坏程度。
在高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验中,多方验证得出以下结论--避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件是雷电绕击率大小的先决条件。平地高压送电线路的绕击率是山区高压送电线路的三分之一。大跨越、大高差档距是山区设计送电线路时不可避免会遇到的难题,同时也是线路耐雷水平的薄弱环节。此地区雷电活动相对强烈,原则上就会加大这一区域的线路易遭受雷击的概率。
35OOkV输电线路的防雷手段
3.1使用防绕击避雷针
雷电对5OOkV输电电线的主要威胁来自于感应雷过电压和直击雷过电压。前者所造成的危害,相较于以前来说,可能会给高压输电线路的修建带来不少的困扰,不过目前的科技水平来看,5OOkV高压输电线路本身的绝缘性能比较高,感应雷对其的威胁并不会很大。后者对5OOkV高压输电线路的危害,则是目前雷电对线路危害的主要威胁。在大量的实验与实际情况数据中,我们可以得知50%到85%的雷雨天气跳闸现象都是因为直击雷电所形成的绕击电流,该绕击电流强度一般在15到30kA左右。因此,在高压线路设计修建时要选用防绕击避雷针。防绕击避雷针的使用可以很大程度上降低雷雨天气输电线的故障率,保护好高压线路。
在5OOkV输电线路中架设防绕击避雷针可以最大限度的避免雷击现象。防绕击避雷针和普通避雷针的最大优势就在于它可以产生一个比普通避雷针更快的上行电场先导,很容易吸引高空中的雷电,随之形成了阶梯状的下行先导。当上行先导与下行先导开始接触时就会产生放电。
3.2安装避雷线路
在安装防绕击避雷针的同时,安装避雷线路,架设铁质避雷线也是可以预防雷击保护高压线路的重要措施。在架设压输电线路的同时架设铁质避雷线,从上既可连接防绕击避雷针,从下又可连接地网,当雷雨天气遇到雷击放电时,电流通过防绕击避雷针传导到避雷线路,再传导到地网,雷电所产生的巨大电流则分散到了地下,这就起到了保护5OOkV输电线路的作用。
分流雷电所带来的巨大电流,可以很大程度上的保护输电线路,提升了5OOkV高压输电线路运行的安全性与可靠性。
3.3提高高压输电线路的绝缘性能
我国高压输电线路里程在不断增加,为支撑架设高压输电线路绝大多数都会采用高杆塔形式。因其距离跨度较大,高度较高,输电线路高悬在空中,很大程度上增加了输电线路在雷雨天气受雷击的概率,跳闸现象也随之衍伴而生。增加输电线路的绝缘性是解决这一问题的关键所在。通过用杆塔上加设绝缘材料,增大绝缘材料的数量的方式,以此来提高输电线路的绝缘性能,加强高压输电线路的防雷效果。实际上,在现实操作中还会出现一杆多线的情况,即一个杆塔有可能同时承载多个输电线路,若在不同输电线路之间增加绝缘体的使用数量来降低闪络出现的概率,是十分有效的措施。
4结束语
总而言之,在当今社会,确保电力供应系统的稳定持续正常的工作是关系着整个社会的稳定与发展的重要保障。近年来随着用电量的逐年增加,采用高压电形式进行传输的传统电力供应方式也面临着考验。做好5OOkV输电线路的防雷电干扰工作,实施安装防绕击避雷针和避雷线路等有效的防雷措施,是促使电力供应系统稳定运行的重要保障,也是推动我国经济保持良好发展态势的必要前提条件。
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