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摘要:通过防雷技术的运用,施工人员能够确保110kV架空线路运行的安全性以及稳定性。本文简要分析了雷击的主要形式及其对110kV架空线路的危害,同时分析了影响110kV架空线雷击跳闸的主要因素,并提出提高架空线路绝缘水平、改善接地设备等方式,以期避免110kV架空线路受到雷击,能够为用户提供良好的用电体验。
关键词:110kV架空线路;防雷技术;实施要点
大部分架空线路均暴露于旷野当中,而旷野本身也是雷电现象频发的区域,一旦线路受到雷击,无论是线路运行的稳定性,还是安全性能,均有可能受到不利影响,如发生跳闸事故,甚至有可能引发严重的安全事故。故而,110kV架空线路综合防雷技术的应用已然成为大部分企业关注的热点之一。
一、雷击的主要形式及其危害
雷击的主要形式可以分为两种:其一,直击雷过电压;其二,感应雷过电压。其中,直击雷过电压指雷电直接命中110kV架空线路中的部分设备,如输电线路杆塔、导线或是避雷线,使得110kV架空线路内形成过电压。而感应雷过电压则指雷击110kV架空线路附近区域内,因为受到电磁感应的作用,而与导线之上形成过电压。通过分析可以发现,感应雷过电压影响的对象仅仅是35kV之下的架空线路,并对该类型线路形成威胁。而直击雷过电压对架空线路的负面影响则较为严重。故而,本文研究的重点内容为直击雷过电压的防护方法。
针对受到雷击部分的不同,能将直击雷过电压分为如下两种形式:其一,若受到雷击的部分为杆塔或是避雷线路,则雷电流流经雷击点令该点对地电位在短时间大幅提高,进而令雷击点同导线之间形成电位差。若该差值超出该线路绝缘水平,便会出现冲击放电电压,从而使导线形成闪络,进而令网络形成过电压的问题。此刻,杆塔因雷电流的影响,其电位有效值明显高于导线。处于该状态下,线路便会受到反击冲击破坏。其二,110kV架空线路因受到雷电绕击的直接作用而在导线之上形成过电压问题,反击与绕击作用的位置不同,作用原理也存在区别。施工人员在实际施工过程中,应根据工程本身情况,采用对应的技术方式,以保证防雷措施体系能够确实发挥效果。
二、影响110kV架空线路雷击跳闸的基本因素
(一)架空线路绝缘配置因素
部分设计人员不将运行过程中所形成电压对架空线路防雷绝缘性能的影响纳入考虑范围当中,仅仅依照单回线路实施线路绝缘配置。尽管能够避免110kV同塔双回架空线路出现双回在同一时间内跳闸的问题,但若将该类型绝缘配置防雷性能平摊至2回存在差异的线路之上,发生总跳闸事故的概率反而高于原有概率。故而,施工人员在实际施工过程中,针对110kV单回架空线路以及双回同塔架空线路,选用对应的配置方式。其中,对双回线路来说,1回输电线路需依照传统方式进行配置。另一回则需依照工程实际需求强化绝缘方式进行配置。如此一来,无论是同一时间跳闸率,还是总跳闸率,均可得到控制。
(二)架空线路相序排列因素
架空线路相序的排列也是影响架空线路防雷绝缘性能的关键因素,对110kV同塔双回线路来说,往往选用逆相序的排列方法减少双回线路统一时间跳闸的几率。逆相序排列方法内,110kV同塔双回架空线路两列导线之间相位角使得差值为120°。如果线路杆塔受到雷击或是避雷线形成反击过电压时,则令110kV架空线路中左侧与右侧导线绝缘子串两遍的电位值之间形成差值,导致其中一条回线路形成反击过电压闪络现象,但另外一条回线路则因闪络放电受到保护。
三、110kV架空线路综合防雷主要措施
(一)提升架空线路的绝缘水平
我国对110kV架空线路有明确要求,当架空线路所处区域海拔高度不高于1000m,110kV架空线路中的悬垂绝缘子串内绝缘子总数不应低于7片,建议选用8片。而针对大跨越档距而言,若全高不低于40m,则当全高高度每增加10m,施工人员必须添加1片绝缘子。以某地区为例,该地区处于1240m至1450m之间,地处山间盆地,建议施工选用如下方式对其进行处理:第一,强化110kV架空线路中容易受到雷击杆塔的绝缘能力。若某杆塔频繁受到雷击,于技术升级改造时,施工人员可适当增添1片至2片绝缘子,从而提升110kV架空线路绝缘能力。第二,施工人员可按照工程的实际情况,为耐张杆塔增添1片至2片绝缘子。第三,针对大跨越的杆塔或是安设于山顶的杆塔,建议施工人员为其添加1片至2片绝缘子,以提升线路杆塔防雷能力,保证线路的稳定运行。
(二)对接地装置进行改良
检修人员在对相关设备进行检修以及维护工作时,110kV架空线路的检修工应加强对线路杆塔接地装置的改良工作。经试验表明,通过对线路接地装置的改良,可有效减少因雷击引发的跳闸现象发生的次数,下降的幅值在25%至30%之间。具体的方式如下:
第一,减少接地电阻值。施工人员可利用水平外延接地体、增添低阻物品以及安设导电接地模块等方式达到减少接地电阻的目的,使得线路具备较强的防雷能力。若线路所处区域属于高土壤电阻率地区,则线路杆塔可能因为土壤较为干燥而出现接地不良的现象,建议施工人员使用安设垂直接地极的方式解决上述问题。而针对水泥杆塔线路而言,垂直接地极所处位置应用杆塔之间保持3m至5m之间的距离。对铁塔来说,垂直接地极与铁塔的距离应在5m至8m之间。110kV架空线路杆塔垂直接地极总长应确定为1.5m上下,接地极之间的距离应处于4m至6m之内。此外,施工人员还需应用圆钢或是角钢对其进行加工,并在加工过程中注意对装置的防腐处理。
第二,添加耦合系数
若从雷击闪络反击理论角度进行分析,通过添加耦合系数也能够有效提高线路自身防雷能力。通常情况下,添加耦合系数的主要方法便是安设架空地线以及加装耦合地线。然而,因为雷击具有暂态行波以及稳态电磁感应,所以施工人员可利用经过强化的电磁感应杆塔接地射线等方式调整杆塔接地装置当前的分布状态,使得耦合系数得以增加。
(三)安设侧向避雷设备
部分杆塔安设于海拔位置相对较高的区域当中,如山顶。当雷云形成的时候,可能同线路与杆塔保持平行,甚至可能在杆塔或是线路的下方运行,加之杆塔所处电磁环境相对较为复杂,相比档距中间,杆塔部分更为容易受到雷电的绕击,并形成过电压。为此,建议施工人员安设侧向避雷针以解决这一问题。侧向避雷针的安设总长应设定为3000mm,中间的固定部分长度大约为1200mm,横向装置的总长为1800mm,同时设立固定点,固定点数量以3个为准。固定点以及杆塔横担完成电气连接,并流经接地引下线同杆塔的接地体之间形成电气连接,保证雷电流能够确实流入打的当中达到泄流的目的。侧向避雷针安设完毕后,尽管能够令架空线路防绕击能力得到极强,但也令线路的引雷率有所上升。故而,还需要施工人员添加绝缘子串片数量,从而提高线路整体耐雷能力。
结束语
雷雨天气的存在属于客观条件,无法改变,而输电线路暴露在外也不可避免,因此,施工人员必须提高输电线路整体耐雷能力,方能保证输电线路运行的稳定性与可靠性,以此满足当前社会对用电量的需求。
参考文献
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