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防雷公司带你走进输电线路防雷技术与维护措施

地凯防雷2019-08-26 11:36:44


我国地域广阔,输电线路复杂多变,影响因素众多,其中雷击带来的危害巨大,是需要高度重视与解决的问题。分析概述输电线路雷击危害,探讨输电线路防雷技术与维护措施。

(图源于网络)

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。

输电线路雷击危害


常见雷电形式包括直击雷、感应雷和球形雷等,其中前面两种对输电线路运行影响很大。

对直击雷来说,会引起电气设备短路、损坏等安全事故,不利于周围电力网络的供配电顺利进行。

感应雷带来的损坏和直击雷关系比较紧密,雷雨云放电和静电感应将产生电磁感应,输电线路、电力设备周围区域被雷电击中以后,将造成周围区域磁场变化非常大,输电线路将产生感应电荷,形成感应电压,线路内部发生感应电流。只要感应电压比电力设备耐压值还大,则容易击穿输电线路上相关器件,让其出现短路、断路等故障。

(图源于网络)

输电线路防雷技术


减小杆塔接地电阻

对雷电活动频繁、土壤电阻率较高的地区,应该安装避雷器等防雷产品,能够避免绝缘子出现闪络现象,并设置线路防雷用金属氧化物避雷器,能够避免雷直击导线,或者是雷击对塔顶、避雷线造成破坏,让绝缘子发生冲击闪络问题,有效解决线路雷击跳闸问题。

对此要将资金最大限度利用起来,实现效益的增长,要按照运行经验,选择最恰当的线路防雷用避雷线安装位置。

针对部分易击区选择双避雷线,这种方法也更为有效和经济,让避雷线保护角被缩短,加强对雷击跳闸事故的防范。避雷线要在每个基杆塔处接地,通过对接地电阻的减小,一般能够让线路耐雷水平得到提升,避免出现反击。接地电阻影响因素较多,其中最为关键的是土壤电阻率 ρ,因此其值要为雷雨中最大值,其计算公式如下。

ρ = ρo×φ(1)

其中: ρo 表示雷季中无雨水条件下土壤电阻率,φ 表示土壤干燥程度的季节系数,其值通常为1.3。如果某地区土壤电阻率不高,则要选择杆塔自然接地电阻,而若是电阻率较高,降低接地电阻存在困难的情况下,要选择多根放射性接地体,并采取降阻济让接地电阻减小。

架设耦合地线

对雷击活动频繁的地区,或者是容易出现雷击故障的塔杆与地段,或者是减小电阻存在一定难度的地段,需要将一条架空线设置在的导线之下,即耦合地线,让避雷线和导线之间的耦合得到加强。

这样能够减小线路绝缘子链上过电压,让雷电流分流作用更好发挥出来,通过实验证明通过增加耦合线,能够让线路跳闸率减少约二分之一。这样避雷线与导线间的耦合系数才会得到提升,让雷击电流从杆塔两侧分流,实现输电线路耐雷水平的提升。

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 40 m 以上,高度每提升 10 m,需要设置一片绝缘子,全国超过 100 m 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,100 kV 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。对于二相、三相落雷来说,因为先对地闪络一相为一条避雷线,会让耦合作用变得更加明显,减小了没有闪络相的绝缘子链上的电压,让其拥有更强的耐雷水平。35 kV 电网中性一般为绝缘的,很多时候要利用消弧线圈接地,让防雷性能得到提升。

装设自动重合闸

因为雷击闪络后绝缘性能一般情况下可以在跳闸后逐步恢复,通过对自动重合闸的安装,在减少线路雷击事故上效果比较明显。当前国内超过 100 kV 的高压线路重合闸成功率为 75%~95%,35 kV 以下线路一般在 50%~80% 之间,随意各级电压线路需要将自动重合闸装置设置好。

线路交叉部分防雷保护

线路交叉容易产生较弱空气间绝缘,雷击后让绝缘弱点出现闪络,两条交叉线路也将一起跳闸,这样会引起电力系统继电保护非选择性动作,增加系统事故几率。

若非不一样压力等级架空线路相互交叉出现闪络,会为较低电压等级网络电气设备造成损坏。尤其是当高压线路为通信线路带来闪络现象以后,将引起人身事故,破坏性加强,需要对线路交叉点做好防雷保护措施。

对此交叉要和杆塔保持较近的距离,交叉档两端上下方线路的基杆塔要设置人工接地,电阻值必须与表 1 要求相符。如果存在木质绝缘,要将管型避雷器和保护间隙设置好,交叉点和杆塔的距离要在 40 m 以内,对最近杆塔做好保护措施,交叉距离达到表 2 规定要求后,交叉档则不能采取保护措施。


输电线路维护措施


要想让输电线路更加安全与稳定,电力企业需要提高重视程度,在日常管理中做好输电线路维护工作。

在架设输电线路之前,施工单位应该深入考察输电线路敷设区域地形、气候等情况,在设计过程中与临江侧山坡、向阳坡和容易被雷击的区域避开。特别是针对山地区域,接电线埋设一般较为复杂,施工单位需要提前将线路架设准备工作做到位。

针对已经投入运行的输电线路,应该大力开展防雷研究工作,全面统计分析输电线路运行情况,确定雷击多发的时间与地点,重点做好维护工作。

对输电线路维护工作来说,不能只停留在规章制度上,应该从线路实际运行状况出发,将线路检修维护工作做到位,针对雷击事故多发区域应该提升巡视次数,及时对线路周边树枝等障碍物予以清理,将输电装置绝缘性检测工作做好。

一些输电装置运行期间因为各种因素的存在,将引起绝缘不良等情况,所以要通过提升避雷针虚拟高度,让雷击击落于避雷针上,从而解决了以往避雷针出现的“侧击”问题。

地凯防雷


总之,雷击有着分散性、随机性等特点,无法对雷击点和雷电参数进行有效控制,雷击线路跳闸事故分析难度较大,对此记忆引发各种雷击事故,让电网运行安全性与稳定性受到不利影响。

对此要加强对输电线路的防雷设计,全面掌握地区地理、气象等状况,通过深入的调查与分析,清楚输电线路运行情况,将防雷措施做到位,加强后期维护管理,为电网安全稳定运行创造更加有利的条件。

来源:集成电路应用杂志

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