隨著輸電線路防雷電災害技術研究的不斷深入,如何選擇先進的、經(jīng)濟的、安全的防雷措施,就成為供電可靠性保障的重要手段。作者主要是對雷電形成的機理進行了闡述,從高壓輸電線路防雷的重要性出發(fā),對于高壓輸電線路防雷存在的隱患以及改進措施進行了相關討論。
針對高壓輸電線路來說,其分布范圍廣泛,高壓輸電線路不僅搭出了一座連接變電站、重要用戶之間的橋梁之外,也是電力系統(tǒng)最核心的主動脈,供電的可靠性直接受到了高壓輸電線路運行是否安全的影響。所以,在電網(wǎng)當中,輸電線路占據(jù)了不可替代的地位,也只有實現(xiàn)了輸電線路的安全運行,才能夠達到強電強網(wǎng)。
對于整個系統(tǒng)來說,架空輸電線路的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性對于整個系統(tǒng)都會產(chǎn)生影響。一般來說,都是在在曠野安置架空輸電線路,其分布縱橫交錯,并且沿線較長。因此,輸電線路就極易受到雷電災害的襲擊。
一旦輸電線路受到了雷電襲擊,就會出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象,這樣不僅會對電力系統(tǒng)的正常供電產(chǎn)生影響,從而增大開關設備以及線路的維護量,而且還可能導致周邊變電所電氣設備受到雷電流的影響,從而出現(xiàn)不同程度的損失。
一般來說,在電力系統(tǒng)當中,絕緣性能最強的就是線路,其次是變電所,而發(fā)電機的絕緣性是最弱的。因此,一旦無法周全的保護電場設備和變電所,就會影響到正常的供電,這樣供電企業(yè)也會面臨較大經(jīng)濟損失。
做好輸電線路的防雷措施,能夠進一步減少雷擊事故的發(fā)展,能夠在一定程度上避免經(jīng)濟損失。所以,做好高壓輸電線路的防雷不僅能夠確保線路供電可靠性,對于變電所以及電廠運行也起到了間接保護的作用。
1高壓輸電線路遭受雷擊可能存在的隱患
1)絕緣子的使用
絕緣子在輸電線路之上的使用主要是鋼化玻璃、陶瓷以及棒式合成的絕緣子。在架空線路當中,絕緣子主要是防止電流回地、支撐導線的作用,這是絕緣子必須滿足的兩個條件,并且不能夠因為電負荷條件或者是環(huán)境的變化來影響到各種機電應力,否則就會讓絕緣子失去作用,這對整條輸電線路的運行以及使用壽命都會產(chǎn)生影響。
在線路運行的時候,懸式瓷絕緣子就會有零值絕緣子出現(xiàn),在過電壓當中,這串絕緣子就成為了薄弱之處,也容易存在閃絡擊穿的現(xiàn)象發(fā)生;在受到雷電過電壓情況之后,鋼化玻璃絕緣子就會有掉串或者是裸串的現(xiàn)象出現(xiàn);在運行過程中使用合成絕緣子,可能會受到機械的作用,從而出現(xiàn)掉串現(xiàn)象,另外,也容易出現(xiàn)留下絕緣老化的安全隱患。因此,在電力工作者未來的研究當中,絕緣子是否合理使用就成為關鍵。
2)桿塔存在的隱患
在架空輸電線路中,桿塔主要是用于輸電線的支撐,一般來說,桿塔是由鋼筋混凝土或者是鋼材制成的。由于長時間之后,鋼筋混凝土桿會受到風險現(xiàn)象,也可能出現(xiàn)裂縫,一旦受到雷電襲擊,閃電在瞬間通過了桿塔之內(nèi),就會讓鋼筋過熱,從而導致水泥桿出現(xiàn)爆裂或者是在雷電通過拉線之時,也會出現(xiàn)機械強度降低、拉線發(fā)熱的現(xiàn)象,這樣也會出現(xiàn)倒桿等事故。
3)避雷線防雷存在的局限性
避雷線也可以稱之為架空地線,主要是在線路的防雷當中使用。當輸電線路受到雷擊時,在導線上面就會有強大的過電壓產(chǎn)生,而避雷線就能夠?qū)Ь€遮蔽,盡可能地承擔雷電,并且通過桿塔的金屬部分將大部分的電流通過桿塔傳入大地。
另外,避雷線防雷效果的優(yōu)劣與保護角有著直接的關系。為了避免線路受到雷電的直接攻擊,在高壓輸電線路上都會有避雷線架設。但是對于導線的防護,避雷線并非百分之百有效,因此,我們還是要避免繞擊導線的可能性出現(xiàn)。
4)接地裝置的問題
接地裝置主要指的是接地電極與埋設在地下的接地網(wǎng)連接在一起的設備。在接地裝置中主要存在兩種問題:其一,由于地網(wǎng)的腐蝕,最主要的是因為電化學的腐蝕,這是和桿塔的土壤的具體結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系的;其二,接地體施工質(zhì)量也會有影響,接地裝置電阻也會受到接地線敷設長度、埋深等方面影響。
2常用的高壓輸電線路防雷措施
雷電現(xiàn)象是大自然中不可避免的災害,如何減少雷電對高壓輸電線路的危害,就成為我們研究的關鍵之處。一般來說,在防雷措施的研究上,我們都需要遵循:線路重要性、線路路經(jīng)區(qū)域雷電活動的強弱等方面條件。此外,對于當?shù)匾郧熬€路運行經(jīng)驗的借鑒,各個方面的比較,也是保護措施確定的有效方式。
1)線路走向的合理選擇
雖然說大自然很“調(diào)皮”,我們無法發(fā)現(xiàn)他的規(guī)律,但是通過各個地區(qū)地形的研究以及多年來從事研究的經(jīng)驗也能夠?qū)⒔?jīng)常遭受雷電襲擊的區(qū)域劃分出來。一般來說,我們稱這一些區(qū)域為易吉區(qū)。
所以,在高壓輸電線路的架設設計中,應當盡可能地避免經(jīng)過這些區(qū)域,如果無法避免,必須要經(jīng)過該區(qū)域,也需要采取相應的保護措施,將該區(qū)域看成為防雷的重點保護區(qū),從而來減少雷電對輸電線路的影響。
2)避雷線的架設
在輸電線路的防雷保護中,避雷線架設是最有效也是最基本的措施。避雷線主要是防止雷電直接擊打到導線,并且也擁有其他方面作用:其一,分流,主要是為了將流經(jīng)桿塔的雷電流減小,從而將塔頂?shù)碾娢唤档停黄涠ㄟ^耦合作用,也會使得線路絕緣子的電壓有所降低;其三,對于導線也起到了屏蔽作用,對于導線上過電壓的感應也有所降低。
一般來說,線路電壓越高,避雷線使用的效果也會更優(yōu),并且在輸電線路的造價當中,避雷線所花費的比重也不高。另外,在高壓輸電線路當中一般都會選擇雙避雷線假設的方式。
3)桿塔接地電阻降低
降低接地電阻是高壓輸電線路防雷的另一個有效的防范措施。隨著桿塔接地電阻的增加,高壓輸電線路的耐雷就會隨之降低,隨著電壓等級的升高,桿塔接地電阻作用降低也就越來的明顯。因此,連接桿塔的牢固以及在良好的底線接觸保護中就能夠讓雷擊產(chǎn)生的電流通過接地裝置順利地流入大地。
在接地電阻降低的措施當中,還應該全面的分析當?shù)氐臍夂颉⒌匦巍⒃据旊娋€路的運行經(jīng)驗等,從而選擇合理的措施。
第一,接地引下線、架空地線應該牢固的連接,保證良好的接觸;第二,接地裝置施工質(zhì)量需要嚴格把關,確保接地電阻能夠符合最初的設計;此外,對于高電阻率的土壤,還可以使用降阻劑,這樣對接地電阻也能夠加以改善,如此才能夠與金屬接地體緊密的接觸在一起,從而才能夠保證電流流通面足夠大,能夠?qū)⒗纂婋娏餮杆俚囊氲酱蟮刂小?/p>
4)在線路當中裝設避雷器
為了降低直擊雷對于線路的損害,我們也可以假設避雷線,但是我們卻無法將感應過電壓以及雷電繞擊完全的消除掉,因此,我們就應該考慮將避雷器安裝在容易遭受雷擊的線路桿塔之上,并且避雷器和接地線之間的連接也能夠?qū)㈦娏饕氪蟮兀@樣對過電壓也起到了限制作用,對于設備安全以及輸電線路都起到了保障作用。
5)將耦合地線架設在容易遭受雷擊的區(qū)域
將接地線添加在容易遭受雷擊區(qū)域或者是多發(fā)區(qū)域的導線下方,也能夠保障輸電線路的耐雷水平得到一定程度上的提高,這對雷擊跳閘率也有很好的控制作用。在架設耦合地線時,根據(jù)不同的架設線位置,也可以將其分成直掛式和側(cè)面兩種技術方式,前面一類主要是在線路導線下方直接架設,后一類這是在線路兩側(cè)平行的架設,這樣的方式對于地線的屏蔽作用增強也有保護作用。
耦合地線主要是分流和增大導線、地線之間耦合系數(shù)這兩個方面的作用。耦合系數(shù)的增加主要是為了將等值波阻抗減少,從而減小絕緣子之上的電壓,通過這樣的方式來提升防雷水平;分流主要是為了降低塔頂?shù)碾娢弧.斃纂姄舸蛩數(shù)臅r候,就會大大的減少輸電線路上的感應電壓。
6)線路絕緣性能的提高
只有保證線路的絕緣性恩呢該,才能夠減少跳閘率,才能夠避免被雷擊擊中的次數(shù)。如果架設的區(qū)域位于高海拔,并且容易受到雷擊的區(qū)域,就需要強化線路絕緣子的檢查力度,如果絕緣子處于低值或者是零值,就應該及時的更換;及時地檢查區(qū)域之內(nèi)的土壤情況,做好嚴密測量工作;在停電檢修線路的時候,也要做好絕緣子的防污處理。
此外,如果一般的防雷措施達不到防雷標準,也可以在其中采用不平衡絕緣的方式,這樣對于遭受雷擊的次數(shù)也可以有效的減少。
3結(jié)論
近年來,又有更多的防雷技術得到應用,但是由于環(huán)境等方面的因素,實際效果也有很大的差異。氧化鋅避雷器經(jīng)過長期實踐的證明,防雷效果明顯,裝設避雷器的桿塔絕緣子沒有出現(xiàn)過雷擊損傷。
可控放避雷針、防繞擊側(cè)針的實際應用效果并不明顯。還需進一步加深研究。給絕緣子安裝并聯(lián)間隙是最新的防雷技術,初步應用的效果不錯。隨著今后不斷地完善,值得大面積推廣。
總之,在自然界,雷電是一種無法避免,也不可能避免的現(xiàn)象。高壓輸電線路必定會受到雷電的破壞,如何做好相應的防雷措施,提升高壓輸電線路的保護率就成為關鍵所在。為了確保安全,相關的電力部門需要高度重視防雷工作,特別是雷電多發(fā)區(qū)域。
在防雷措施的選擇上,應該根據(jù)線路的實際情況來選擇合理、科學的措施,才是保障高壓輸電線路安全運行的重要措施。沒有最安全的安裝,只有最安全的防護,所以,作為電力行業(yè)防雷的相關人員,也應該積極學習防雷措施,能夠應對可能發(fā)生的防雷事故。
責任編輯人:CC
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