国网淮南供电公司安徽省淮南市232007
摘要:随着电力系统的快速发展,承担着为社会公众提供安全稳定电能的重要责任。输电线路是电力系统的重要组成部分,其运行的安全可靠性,可提高电网运行效率。但是,就电力企业输电线路而言,极易受到雷电的冲击,降低输电线路的安全可靠性。
关键词:输电线路;设计;防雷技术
1输电线路设计中防雷技术的重要性
在输电线路运行的过程中,雷击是普遍存在的引发输电线路故障的因素。通常情况下,雷击具有较强的突击性、爆发性,可在瞬间产生热电效应、磁场效应,破坏能力极强。因此,当雷击电力输电线路时,将对其产生巨大的危害,导致输电线路出现损坏,进而引发线路故障。结合工作经验,在输电线路运行过程中,雷击故障的类型大致可分为以下3种:①雷直击杆塔。输电线路主要是由架空输电线路和电缆输电线路组成,其中,架空输电线路主要由输电导线、杆塔、绝缘子、拉线、杆塔基础、接地装置等共同组成。由于输电线路中的杆塔相对较高,在雷雨天气,当大地感应到雷云中存在电荷时,输电线路杆塔将充当传导媒介,导致雷击杆塔问题的产生,从而导致塔顶电位升高。当电位超过绝缘子的抗雷水平时,会引发绝缘子发电现象的产生,形成单线接地,出现输电线路故障。②雷直击导线,即雷绕过避雷线直接作用在输电线路的导线上,从而引发线路绝缘子发生闪烁出现跳闸停电故障,因此又被称为“绕击闪烁故障”。诱发绕击闪烁故障的因素有很多,比如避雷线保护、接电电阻值、杆塔设计高度、导线布置形式、地理条件等。③雷击线路周边。随着近年来电力技术与设备的创新发展与应用,高集成度的电子设备逐渐被应用到电力系统中,由于高集成度的电子设备对雷电电磁脉冲具有极强的反应,当雷击作用于输电线路周围时,会导致输电线路瞬间形成感应过电压,增加电力输电线的电荷量,引起绝缘子破裂、击穿等事故,甚至入侵到变电站,威胁到整个电力系统,影响电力系统的安全运行。因此,在输电线路设计中,实现防雷技术的科学应用对保障输电线路运行的稳定与安全具有重要意义。
2雷电的危害
雷击点和雷电的破坏力都是是因地而异的,表现形式也各不相同,但是多电力系统的危害却是一样的,尤其是春季和夏季电力系统更容易受到雷电打击,其主要危害有:雷电带来的大量的电流,这些强电流会加载到电线和相关输电设备上,会产生燃烧、爆炸等危害,并且其所造成的破坏加上大量的强电流电动力对电力设备来说尤为致命。受雷电强电流中电动力的影响,很多电力设备是不能依靠电力自动系统进行修复的,必须置换新的设备,甚至新的线路,维修难度大。给我们带来了大量的经济损失的同时遗留下很多的安全隐患,并严重影响着人们的日常生活和企业的生产经营;雷电在通过输电线的时候所产生的过电压都是远超额定电压的,电力设备和绝缘水平都是不能承受的,这个时候继电器就会保护性的跳闸,切断运行电路,这会严重威胁到人们的生产、生活、财产和安全。
3输电线路引起雷电的原因
3.1地理环境
山区是雷击现象比较容易出现的一个地区,这主要是因为山区的地形条件相对较为复杂,因此,其气流活动的频率也比其他的地区要更高一些,在山区还广泛的分布着森林,其降水也比较多,因此,在对输电线路进行设计的时候,可能会受到当地地理条件的影响,特别是一些位于山谷和沿海的地方,因此,我们在对这些地区进行设计的时候,必须要充分的对地理因素加以考虑。
3.2线路杆塔高度
雷击主要是让大地感应电荷和雷云当中的负荷,雷云中极易出现过电压现象,而其主要是将杆塔当做是过电压放电的一个重要通道,这样的情况下就非常容易出现线路被击穿的情况,所以在设计的过程中一定要将塔身的电流和电感应进行适当的调整,这样也就使得反击的电压和电路也受到了很大的束缚。其次就是导线闪烁的程度和线路间距有着非常大的关联。最后一点是相邻的杆塔如果出现了分流现象就会使得整个系统的分流作用受到阻碍。
3.3土壤电阻率
通常,接地电阻和杆塔之间存在着十分密切的联系,如果是在一些高山或者是岩石结构的地区,因为地形和地势相对比较复杂,所以在工作中就应该将关注的焦点放在岩石和土壤分层的步骤当中,而在这一过程中如果遇到雷击现象,此外雷击作用的位置是塔顶,就可能会出现反射的情况,所以在这一过程中就会出现比较大的损害。
4输电线路设计中线路防雷技术的运用
4.1线路防雷技术在线路布局中的应用
在线路布局中,工作人员可加强对线路防雷技术应用的考虑,有利于对输电线路进行科学合理的布局,同时规避雷击隐患。就雷击隐患发生几率、强度而言,与输电线路所在地区的环境条件息息相关,在防雷技术应用中,既要对输电线路路径设计加以合理规划,又要降低雷击损害的风险隐患影响。通常,雷击多发区主要有水位高、矿物资源丰富、顺风地带、地势低洼区域、山顶等。建议工作人员在铺设输电线路时,尽可能的对这些地区加以规避,如若必须经过,则做好防雷技术措施。
4.2线路防雷技术在接地装置中的应用
长期以来,电力工程建设之初,并未对线路防雷技术加以有效应用,导致多数输电线路不仅绝缘性能下降,而且在遭遇雷击风险时不堪一击,影响电力企业的有序运行。在输电线路铺设工作进行中,相关工作人员可安装接地装置,能够最大限度的降低接地电阻率,对提高输电线路抗雷击水平发挥重要作用。然而,在安装接地装置时,有必要根据输电线路所在区域的地势条件、地质条件等特性而加强合理设计,以确定正确的接地方式,保证充分发挥防雷接地装置的积极作用。
4.3线路防雷技术在避雷器设计中的应用
目前,应用最广泛的避雷器当属金属氧化物避雷器,不仅能够对线路杆塔加以有效保护,以削减雷击对输电线路的不良影响,而且能够避免输电线路遭受过强雷击的损害影响。近年来,我国电力企业对避雷器的应用中,能够使避雷器得到有效保护,同时有助于提高输电线路的抗雷水平。但是,电力企业在应用避雷器时,有必要对雷电的强度、雷电对线路损害程度、影响范围等因素的考虑,在确保雷击位置的基础上,保证周围输电线路的安全性,以提高电力企业输电线路的安全性能。
4.4线路防雷技术在避雷线设计中的应用
在应用避雷线时,如若有雷击现象,则避雷线可发挥屏蔽、分流等作用,有助于增强输电线路的防雷击效果。在避雷线技术应用中,输电线路电压对避雷线技术有重要影响,通常,500kV条件下,铺设两条避雷线即可,能够对整条输电线路发挥着防雷的保护性作用。但是,避雷线应用中,要求其必须全部接地,并做好合理的布线设计,规避交叉连接等问题,并使各避雷线之间保持一定的距离。如此,基于避雷线的线路防雷技术能够发挥成效。
结语
雷击是影响输电线路安全的重要因素,所以,提高输电线路的防雷能力是十分重要的。在设计输电线路时,要结合线路的实际情况,考虑地形环境、气候等多方面的因素,合理运用各种防雷技术,有效提高输电线路的防雷能力,避免发生雷击事故,以保证输电线路的运行安全。
参考文献
[1]刘东丽.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].工业c,2016(48):00226.
[2]张磊.线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J].中国高新技术企业,2015(2):64-65.
[3]张勇刚.输电线路设计中线路防雷技术的应用研究[J].中外企业家,2014(35):221.