架空输电线路不同地形防雷设施布置分析

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:董慎学
[导读] 摘要:随着我国经济的不断发展和电力需求的增长,电力生产安全的问题也变得越来越突出。
        国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司  宁夏石嘴山  753000
        摘要:随着我国经济的不断发展和电力需求的增长,电力生产安全的问题也变得越来越突出。在电力建设中,架空输电线路因雷击引起的跳闸故障日益增多,这不仅影响了设备的正常运行,而且,对日常生产生活也产生了很大影响。为了减少架空输电线路的雷击事故,应采取多种综合防雷措施。分析了架空线路雷击的原因,下文探讨了架空线路的防雷措施。及在不同地形条件下,如何有效地保护架空输电线路免受雷击。
        关键词:电力;架空线路;防雷
        架空输电线路是电网和电力系统的重要组成部分。由于它暴露在大自然中,很容易受到外界的影响和破坏,其中最重要的一个方面就是雷击。架空输电线路大多穿越荒野或丘陵山区,其输电线路较长。架空配电线路在整个供电系统中占有重要的地位。因此,有必要对架空配电线路进行保护。从目前的情况来看,架空配电线路绝缘性能不高,防雷装置的应用效果不理想。因此,在恶劣的天气条件下,架空配电线路很容易遭受破坏,导致其无法正常运行,供电系统往往变得混乱不堪。在不同的地形条件下,雷击对架空配电线路的影响也是不同的,因此架空配电线路的防雷措施也不完全一样。这有利于提高架空配电线路的安全性和可靠性,为供电系统的改进提供保障。
        1雷击电路跳闸原因
        1.1架空输电线路绕击原因分析
        根据高压输电线路的操作经验,现场测量和仿真测试,证明了雷击率是相关的保护角度线对面的避雷针,钢管塔的高度和地形、地貌和地质条件的高压输电线路。山区高压架空输电线路的效率是平直线路的三倍左右。在山区输电线路设计中,不可避免地会出现大跨度、大高度落差,这是防雷水平的薄弱环节。一些地区的闪电活动相对强烈,使得线路的一部分比其他部分更容易受到闪电的袭击。
        1.2架空输电线路反击原因
        当避雷针、塔顶或避雷针被击中时,雷击电流通过塔体和接地体,使塔电位增大,对相导体产生感应过电压。若塔体电位与相导体感应过电压合成之间的电位差超过高压输电线路绝缘的闪络电压,则导体与杆塔之间会发生闪络。这种闪络是反击。
        2架空线路防雷基本情况
        架空输电线路雷电损伤事故的形成通常经历四个阶段:输电线路受到雷电过电压的影响;输电线路闪络;输电线路由脉冲闪络过渡到稳定的工频电压。线路跳闸、停电。鉴于此,现代输电线路在采取防雷措施时应采取“四道防线”,即:
        (1)防直接攻击是为了保护输电线路不受直击。
        (2)防闪络是指输电线路在雷电作用下不发生闪络的绝缘。
        (3)反电弧是输电线路闪络后无法建立的稳定工频电弧。
        (4)停电预防是使输电线路在工频电弧建立后不中断供电。
        3不同地形条件下的防雷措施分析
        (1)加强线路绝缘。由于输电线路需要使用大跨度塔(如河塔),这就增加了塔落雷的几率。塔身倒塌时,塔顶电位高,感应过电压高。为了降低线路的跳闸率,可以在高塔上增加绝缘子串的数量,增加线路与地线的距离,加强线路的绝缘。绝缘子具有高的闪络电压,如,瓷横臂,可用于减少线路35kV及以下的雷电跳闸。
        (2)降低塔的接地电阻。输电线路耐雷水平的接地电阻成反比,根据每个土壤电阻率的塔,根据实际操作的经验,接地电阻R 15或更少Ω,可以明显减少攻击概率;尽可能降低塔的接地电阻,是提高高压输电线路抗雷电水平的基础,也是最经济有效的手段。
        (3)增加耦合地线。耦合地线可以起到两种作用:一是降低接地电阻。根据《电力工程高压输电线路设计手册》,连续延伸地线是将1-2根地线沿道路埋设在地面上,并可与下一个基站塔的塔接地装置连接。此时,对电源频率的接地电阻值没有要求。国内外的运行经验证明,在土壤电阻率高的地区,降低杆塔接地电阻是有效的措施之一。二是起到架空地线的部分作用,不仅起到避雷的作用,而且起到莲花的配合作用。根据运行经验,某20基塔易击段埋后10年内仅发生一次雷击故障。

如,2002年,南平应用于110kV电线和沙线,取得了良好的效果。有介绍表明,该线路的跳闸率可降低40%,抗雷击水平可显著被提高。
        在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击的塔和地段,可以增加耦合地线。耦合地线可以增加避雷针与导体之间的耦合系数,将穿过杆塔的闪电分流到两侧,从而,提高高压输电线路的抗雷击水平。
        (4)安装线路避雷器或避雷线
        避雷针又称架空地线,架设在塔顶,一根或两根,用于防雷。当闪电击中输电线路时,通常会产生远高于线路额定电压的“过电压”,有时高达几百万伏特。当超过线路绝缘子串的电气强度时,会引起线路跳闸甚至停电。然而,使用避雷针可以覆盖传输线,使闪电只落在避雷针上,并通过塔的金属部分和埋在地下的接地装置,将闪电电流送入地面。一般来说,输电线路的电压越高,采用避雷针的效果越好。因此,110kv及以上电压等级的输电线路应配备避雷针,降低保护角,并广泛采用0°或负保护角的杆塔,以提高线路的抗雷水平。
        当杆塔与导线之间的电位差超过避雷器的工作电压时,避雷器会增加分路以保证绝缘子不闪络。我们可以在经常发生雷击的架空输电线路上选择性地安装避雷器。线路避雷器安装好后,当输电线路受到雷击时,雷流的分流会发生变化。一些雷流会通过避雷器到达附近的塔,一些会通过塔进入地面。当雷电流量超过一定值时,避雷器将加入导流。大部分的闪电电流从避雷器进入电线,扩散到邻近的塔上。当雷电流流经避雷针和导体时,由于导体之间的电磁感应,会在导体和导体上分别产生耦合分量。
        (5)使用预释放杆和负角保护销。预放电棒的作用机理是减小导体与地线之间的距离,增大耦合系数,减小塔的分路系数,增大导体和绝缘子串对地电容,改善电压分布。负角保护销可视为导线侧面的避雷针。预发器和反角保护销通常安装在一起。它们易于制造、安装、操作和维护。
        (6)其余有效的做法
        a特殊的地网改造。因为我们的国家不同地区的土壤,土壤,土壤阻力不同,部分地区的土壤阻力很大,这在一定程度上上海雷放电电流,因此,在这些地区应该特别接地网络变换,改变深度,增加铺设长度,也可以埋铜导体接地棒地面净增加。通过雷电的接收能力。
        b、增加接地装置的接地深度。应严格按照电力基础施工要求,采用断面大、表面防腐处理的引出线开挖,并对地面设备进行验收。
        c降低了塔的接地电阻。在保证配电线路正常运行的前提下,不影响架空地线、接地引线和地网的前提下,应尽量降低塔的接地电阻,不影响配电线路的正常运行。
        d.对杆塔的绝缘体进行了改造。对于低洼地区,特别是二次雷区以上的地区,应对杆塔的绝缘体进行改造。如果用大直径绝缘子或双串绝缘子代替普通绝缘子,也可以安装塔头销或闪光连接器。
        e采用消弧线圈防雷。例如,某些地区的接地电阻无法手动降低,那么可以使用消弧线圈来防止闪电。
        4结束语
        高压架空输电线路的防雷工程设计阶段,认真考虑,根据当地实际情况,采用可行的防雷方案,选择的电气设备,可靠的质量和可靠性高的防雷设备,与此同时,真实地根据等位的原则,准备好符合要求的接地网络共享,充分考虑到防雷和接地的情况,只有这样,输电线路和设备才能避免遭受雷击的困扰。
        参考文献:
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