输电线路防雷技术分析及维护措施

发表时间:2020/11/12   来源:《当代电力文化》2020年第17期   作者:霍国文
[导读] 电力能源是社会发展中至关重要的一项能源,
        霍国文
        国网长子县供电公司,山西省长治市046600
        摘要:电力能源是社会发展中至关重要的一项能源,并且随着社会经济的快速发展,人们的用电需求在不断增加,促进了我国电力行业迅速发展。电力系统是由多个部分组成的,输电线路是其中的关键部分,只有保证输电线路不出现故障,才可以确保电力系统有效运行。由于输电线路较长,可能会遭受雷电等袭击,在实际运行过程中常常会出现问题,导致输电线路产生相应的故障。所以,电力企业需要做好输电线路的检修及防雷工作,确保能为人们不间断地输送电能。本文就输电线路雷击的危害及当前阶段线路架设过程中常见的防雷施工技术进行简单的讨论研究。
        关键词:输电线路;雷击损害;防雷接地技术;电力线路维护检修
        前言
        输电线路安全对电力网络正常运行影响很大,当前大部分输电线路都在空旷地方分布,运行期间极易出现雷击故障,让电力设备发生危害。如在雷击影响下出现火灾事故,将对电力网络正常供电带来不利影响,并严重威胁着人们生命财产安全,如何加强输电线路防雷工作是我们需要重视与尽快解决的问题。
        1雷电破坏形式
        1.1直击雷
        在雷电破坏形式中,直击雷对于线路所造成的破坏程度较大。因为线缆可能会被雷电击断,同时雷电产生的高电流会破坏支撑塔架,一旦塔架倒塌,会造成电路整体产生断路。另外,直击雷会对用户端的相关电气设备产生很大的影响,严重的会造成严重的火灾。尽管直击雷对于电路整体所造成的破坏性更大,但是其发生频率不高,特别是与用户直接连接的线路,因为其架设的高度不高,往往很少产生该类问题。
        1.2感应雷
        与直击雷相比,感应雷在自然界中几乎是长期存在的,这主要是由于闪电在形成过程中会向大气释放电磁波,电磁波作用在导线上会在线路中产生相应的感应电流,使配电终端的电流波动振幅提高,破坏电流参数稳定性。大部分精密设备电流稳定性被破坏后,会影响其工作精确度,因此要需要针对感应雷进行防雷设计。
        2雷击跳闸分析
        2.1绕击成因分析
        输电线路设计时,为了尽量降低线路遭遇雷击的概率,设计人员必须要明确线路遭遇雷击的原因,经过有关研究人员的现场实测、模拟实验后发现,电力线路遭遇雷击主要与雷电流的强度、电力线路杆塔的接地电阻大小、线路绝缘放电电压等因素有关,雷电绕击率与输电线路经过区域的地质地貌条件、电力线路杆塔的高度、避雷线对边导线保护角等因素密切相关。因此,与平地输电线路相比,杆塔输电线路的绕击率明显较高,山区输电线路设计时,经常会出现大高差档距、大跨越的问题,这些区段的电力线路的耐雷水平往往比较低。除此之外,部分地区的雷击活动比较强烈,这种情况下该区段的电力线路遭遇雷击的概率也会有所提升。
        2.2反击成因分析
        电力线路遭遇雷击时,雷电流经过杆塔顶部或者避雷线流过接地体及塔体,会使得杆塔的电位升高,导线上产生感应过电压,当该感应过电压与杆塔电位合成的电位差超过电力线路的绝缘闪络电值的时候,杆塔与导线之间就会发生反击闪络。实际的线路架设过程中,为了能够有效地提升输电线路的耐雷水平,可以采用提高线路的耦合系数或者降低杆塔的接地电阻的方式实现这一目标。
        3输电线路防雷技术措施
        3.1加强线路绝缘
        输电线路在跨越大江或者是跳跃两座山丘等特殊地段中,需要设置特殊的高杆塔,其落雷几率很大,等值电感较大,塔顶电位和绕击率较高,从而极大提升了线路雷击跳闸率。要想减少雷击跳闸率,要将绝缘子片数安装在高杆塔上,提升大跨越档距地线,即让导线间距离变大,这样线路绝缘将得到加强。

特高杆塔若是在40m以上,高度每提升10m,需要设置一片绝缘子,全国超过100m杆塔,绝缘子数一般采取专门的方法进行计算,并确定为中性点经消弧线圈接地方法。而在雷电活动频繁、接地电阻降低难度大的地方,100kV电网要把中性点直接接地转变成经消弧线圈接地,如此大部分单相雷闪接地故障能够自动消除。
        3.2科学配置线路避雷器
        为进一步提升输电线路的耐雷水平,在输电线路设计过程中,可在搭设避雷线的基础上科学配置避雷器装置。例如,在输电线路中,将绝缘氧化锌避雷串并联在线路绝缘子上,用以分散雷电流,使击穿电压小于绝缘子串的闪络电压,从而保证输电线路电压始终处于安全范围,防止因绝缘导线产生过电压而引发雷击故障。又比如,在构建现代防雷系统时,加强三合一或二合一信号防雷器的科学应用,实现模拟信号线路、电源、同轴信号等的有效防护。在此过程中,应保证防雷器PE端良好接地,做好日常检查与维修工作。通常情况下,避雷器在环境相对恶劣的山区架空输电线路工程设计、水电站附件的输电线路工程设计、跨越相对较大的铁塔中具有广泛的应用。
        在一些杆塔位置较高的情况中,由于雷云和线路距离较短或接近平行于杆塔线路时,杆塔所处的电磁环境十分复杂,距离过近也会增加雷击跳闸的可能性。为此,可以在杆塔上安装侧向避雷针来解决这个问题。在110 kV架空输电线路中的杆塔横杆两侧安装侧向避雷针,以降低线路的引雷率。
        3.3有效应用自动重合闸技术
        自动重合闸(AutomaticReclosingSwitch)技术是线路保护中较为常用的技术之一。通常情况下,在输电线路系统中有效安装自动合闸装置,可根据电路故障实际情况,通过自动合闸进行线路保护,实现线路故障影响的有效控制。总结工作经验发现,在架空输电线路中安装自动合闸装置,当发生线路故障时,在继电保护动作下实现故障切除,电弧自动熄灭,从而提升输电线路供电的稳定性、安全性和可靠性。目前,在110kV、220kV输电线路设计过程中,常应用单项重合闸进行线路保护;在易发生相间短路故障的输电线路中,常采用综合重合闸进行线路保护。
        3.4降低铁塔的接地电阻
        为了最大程度地降低输电线路雷击故障的概率,相关部门一定要根据实际情况,有针对性地选择防雷方式,确保输电线路运行的稳定性。其中,对铁塔接地阻值进行不断的降低,就是一种非常合适的防雷方式。通常情况下,降低铁塔接地电阻的方式有很多。一方面可以对水平方向接地线的长度进行不断的延长,同时对电阻的冲击系数进行缩小,确保可以最大程度地降低电阻率。另一方面,可以对输电线路运行情况进行合理地分析和研究,科学地应用爆破技术,对地面进行爆破,在爆破完成之后,应用压力机将电阻率比较小的材料,合理地安置到地面以下的位置,降低地面的电阻。此外,也可以应用降阻剂,对地面的电阻进行合理的降低。
        4输电线路的检查要点和维护措施
        在对输电线路进行检修和维护时,必须由专业的检修人员来操作,熟练掌握离线和在线的检修方式。在对架空输电线路进行检修时,重点是检修时的安全问题,因为电线杆、塔等所处的工作环境容易受各种外界因素的干扰。在外界电路材料的检修和保养维护时,要确保线路的稳定工作和检修人员的人身安全。防雷检测是保证输电线路稳定工作正常运转的有效手段,目前,我国的防雷技术已经处于世界先进水平,但是,仍需要在日常生活中对输电线路进行保养和检修,以提高电力系统的稳定性。在输电线路的建设过程中,工作人员要严格按照国家的标准和相关规范进行施工,做到每个环节都有专人检查,提高输电线路的整体工作效率,减少由输电线路故障带来的经济损失。
        5结语
        电力系统要想稳定运行,必须不断加强对电力系统的建设工作,保持对输电线路的检修和维护,改善防雷机制,提高线路的耐力和绝缘性,并配合国家的相关规定进行建设改良。这样,才能确保国家电力系统的安全稳定运行,全面提高配电网的工作效率,为国民经济的发展与建设服务。
        参考文献:
        [1]孙连棒,龙青山,王梦琪.关于配电线路运行检修技术及防雷探究[J].山东工业技术,2018,(4):166.
        [2]陈孝恩.10kV配电线路运行检修技术及防雷对策[J].科学技术创新,2018,(5):176-177.
       
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