探究输电线路的防雷设计与运维技术 孙磊

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:孙磊
[导读] 摘要:输电线路作为我国电力系统的核心组成,能够将电能输送到各个地区,并将不同地区的变电站与用户纽带有效连接。
        (国网蒙东赤峰供电公司  内蒙古赤峰市  024000)
        摘要:输电线路作为我国电力系统的核心组成,能够将电能输送到各个地区,并将不同地区的变电站与用户纽带有效连接。提升输电线路的总体运行水平,对电力网络的稳定运行影响较大,为了更好地满足“强电强网”需求,本文重点探讨输电线路防雷设计要点和运维措施。
        关键词:输电线路;防雷设计;运维技术
        1 输电线路受到雷击的形式
        输电线路雷击形式主要分为以下几种:
        第一,雷电感应。雷电感应分成静电感应与电磁感应,雷电流可以在其周围空间形成较大磁场,该磁场四周导体会产生特别高的电压,容易出现二次放电现象,破坏周围电气设备。
        第二,球形雷。此种雷击形式比较罕见,根据研究资料得知,球形雷能够通过门窗进入到房屋内部,对居民的生命安全产生较大威胁。
        第三,直击雷。一旦发生直击雷现象,在短时间内会产生特别大的雷电电流,电流侵入到地表,与雷击区域相接触的金属设备,会产生较大的对地电压,进而引发大规模的触电事故。
        2 输电线路防雷设计要点和运维方式研究
        2.1 输电线路防雷设计要点
        2.1.1 调整接地装置
        在进行输电线路防雷设计工作时,设计人员可以通过调整接地装置,降低跳闸现象的发生概率。在调整输电线路接地装置的过程当中,要求防雷设计人员降低电阻,可以填充适量的低阻物,也可以安装导电模块。在设计接地装置的过程之中,设计人员要注意下列问题:
        第一,如果该地区的土方电阻率≤100 Ω•m,可以采用铁塔与钢筋混凝土进行自然接地,无须安装人工接地装置。
        第二,如果该地区的土壤电阻率在100~300 Ω•m之间,不仅需要采用铁塔与钢筋混凝土杆保持自然接地,而且需要设置人工接地装置。
        第三,如果该地区的土壤电阻率超过2 000 Ω•m,可以使用6根总长度小于500 m放射形接地体,可适当延长接地体。
        第四,针对高土壤电阻率的区域,若采取放射形接地装置,在杆塔基础周围土壤电阻率比较低的区域,可以局部安装外接地装置。
        2.1.2 合理设置绝缘避雷线
        输电线路避雷线不但具备良好的防雷效果,而且起到一定的线路保护作用,能够进行载波通信,降低不对称短路工频过电压等。由于用途不同,输电线路避雷线的安装方式主要分为两种,分别是悬挂在杆塔之上、经过绝缘子和杆塔保持连接状态。由于输电线路电压等级的逐渐下降,线路自身的绝缘水平不断下降,避雷线防护效果下降,避雷线设计参数如表1所示。
        表1  输电线路避雷线设计参数
        因为避雷线和周围导线之间存在一定距离,互感存在一定差别,所以在正常条件之下,三相导线负荷电流处于平衡状态,而避雷线中仍然存在纵电动势。若避雷线接地,该电动势则会产生电流,输电线路电能出现较大损失。当前阶段,超高压线路采取绝缘避雷线较多,可以显著减少能源的损耗。避雷线具有一定的绝缘性能,在雷击过程当中,其绝缘在雷电放电环节容易被击穿,避雷线此时处于接地状态,对输电线路的防雷效果不会产生较大影响。
        对于输电线路防雷设计人员来讲,在防雷设计工作当中,要综合考虑此区域的雷电活动,该地区雷电活动频率可以利用雷暴日或者雷暴小时表示,所谓雷暴日主要指的是一年当中出现雷电天数,雷暴小时指的是1 h之内,听到雷声的次数,我国的雷暴日和雷暴小时如表2所示。
        表2  雷暴日和雷暴小时比值分析
        避雷线和塔脚电阻有效配合,在雷击过程当中,能够起到良好的降压作用。针对安装避雷线的输电线路,各个基础杆塔工频接地电阻不能够超过规定标准要求,要求如表3所示。
        表3  含有避雷线输电线路杆塔的工频接地电阻要求
        2.1.3 安装线路避雷器
        金属氧化锌避雷器是一种较为常见的输电线路避雷器,主要分成两种,分别是串联间隙型避雷与无间隙型避雷器,线路避雷器和导线绝缘子保持串联,受到工频电压的影响,会出现较高电阻,线路受到雷击后,传导到避雷器中的雷击过电压如果超出避雷器启动电压,避雷器能够启动泄流,快速降低导线雷击过电压,当雷击过电压数值降低到相应的数值后,避雷器能够呈现出比较高的电阻状态,并暂停泄流。通过科学安装输电线路避雷器,可以显著提高输电线路的防雷效果。但是,因为避雷器的运维成本比较高,在一些容易遭受雷击的区域,可以安装适量的避雷器,不断降低输电线路运维成本,保证输电线路防雷水平得到明显提高。
        2.2 输电线路运维措施
        2.2.1 科学选择输电线路检修模式
        在现阶段的输电线路检修作业环节,检修人员采取变线为点模式较多,因为此项工作的专业技能水平比较高,对检修人员提出严格要求,并科学运用在线检修技术与离线检修技术。在输电线路检修期间,检修人员要特别关注线路老化问题,输电线路的老化率不宜超过3‰,输电线路的绝缘性能要满足规定标准要求。
        对于输电线路运维人员来说,还要大力引进新型检测装置,一旦发现老化的设备与线路,要马上更换。对于相关企业来讲,要根据输电线路检修工作中存在的难题,适当加大资金投入力度,并引进新型的输电线路及相关设施。
        2.2.2 制定完善的输电线路检修保养制度
        第一,有关部门要结合输电线路检修现状,对既有的线路检修保养制度进行优化,采用先进的线路检修方法。
        第二,结合输电线路检修工作现状,进行详细记录,并有效总结,输电线路检修人员完成检修工作之后,根据输电线路运行情况,准确记录下各项数据信息,并构建数据库,为后续的输电线路检修工作奠定坚实基础。
        第三,加大输电线路运维管理监督力度。对于监管人员来讲,要在规定时间内,对输电线路的检修工作进行全面巡查。
        3 结语
        综上,通过对输电线路防雷设计要点和运维方式进行多角度分析,例如调整接地装置、合理设置绝缘避雷线、安装线路避雷器、科学选择输电线路检修模式、制定完善的输电线路检修保养制度等,可以保证输电线路防雷设计方案得到更好实施,真正达到提升输电线路运维水平的目标。
        参考文献
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