架空电力线路的防雷保护研究

架空电力线路的防雷保护研究

(国网山西省电力公司晋中供电公司山西省030600)

摘要:随着我国国民经济的不断发展与进步,我国的电力需求量也在逐渐加大,电力生产的安全问题作为与人们生产生活息息相关的重要因素,已经得到了社会各界的普遍关注。雷电主要产生于积雨云中,积雨云某些云团带正电荷,某些云团带负电荷,这些正负电荷会对大地产生静电感应,这样地表物体便会产生异性电荷。以此,文章在分析了架空电力线路的防雷重要性的基础上,对具体的防雷保护措施进行了深入研究。

关键字:架空电力;防雷保护;措施

引言

雷电实际上是一种大气放电现象,它通常产生于对流发展旺盛的积雨云,云的上部常有冰晶,冰晶的淞附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电,进而出现我们所说的雷。由于这些建筑物的尖顶具有较大的电场强度,雷电首先会被吸引向这些建筑物,架空电力线路作为重要的电力设备,自然也容易遭到雷电的侵袭。因此,文章对架空电力线路的防雷保护的研究是具有重要现实意义的。

1雷电的特征及雷害事故的形成

1.1雷电的特征

雷电活动最活跃的季节一般为夏季,最少季节通常为冬季。并且随着地域的不同,雷电活动的多少也会不同,一般来说,地球赤道附近雷电最活跃,随度的逐步升高雷电也会逐步减少,极地几乎无雷电。在自然界发生雷电后,当雷电放电通道到达距地面较近的空中时,雷电电场便易受地面高尖顶建筑物影响发生畸变。如地面上的树立的高铁塔,这些铁塔尖顶电场强度通常较大,这些铁塔必然会先吸引雷电先驱,这也就是这些高耸物体为什么易遭受雷击的原因,同样,电力架空输电线路也是易受雷电袭击的对象。

1.2架空线雷害事故的形成

架空线路发生雷害事故,一般需经历四个阶段:(1)雷电过电压作用于输电线路;(2)输电线路出现闪络现象;(3)输电线路由冲击闪络突变为工频电压;(4)引发线路发生跳闸,中断正常供电。通过仔细分析雷害事故形成过程,我们可有针对性的采取相应措施来进

行防雷保护,可建立“四道防线”进行防雷:防直击、放闪络、防建弧、防停电。防直击顾名思义就是使输电线路不受雷直击,可采用沿输电线路加装避雷器的方式防雷;防闪络主要指当雷接触到输电线路后,线路绝缘不发生闪络,可强化线路绝缘,使杆塔的接地电阻减小;防建弧,也就是当输电线路出现闪络后,不让其建立工频电弧,可通过在系统中引入消弧线圈接地或把避雷器加装于输电线路等方式防止;防停电,就是当输电线路形成工频电弧后,不让电能供应中断,可通过在输电系统中装设自动重合闸等方式实现。

2架空电力线路的防雷保护措施

2.1架设避雷线

输电线路进行防雷保护,最基本最有效的措施之一就是架设避雷线。架设的避雷线不但能有效防止雷直击导线,而且还具有下列作用:(1)分流,使流经杆塔的雷电流变小,减小塔顶电位。(2)可对导线产生耦合作用,降低线路绝缘子两端电压。(3)可起到屏蔽导线的作用,使导线上的感应过电压变小。一般,随着线路输电电压的升高,越易采用避雷线防雷。按照相关标准,当输电线路电压等级大于等于220kV时,应全线都架设避雷线,对于110kV输电线路也应全线架设避雷线,35kV输电线路无需全线架设避雷线,通常对于变电所进线段,应按要求架设1km之2km避雷线,另外,还应按照相关要求把塔杆接地工作做好。为使避雷线能更好的屏蔽导线,降低雷电绕击率,应尽量减小避雷线对边导线的保护角,可把该角度控制在20°与30°之间。此外,为防止部分不法分子破坏避雷线,同时降低避雷线接地电阻,应在每基杆塔处对避雷线进行接地处理。

2.2降低杆塔接地电阻

在架设避雷线时,通过把杆塔接地电阻降低,可相对减小雷击杆塔时产生的电位升高量。通常对于有避雷线的架空线路,在雷季时每基杆塔的工频接地电阻应小于表1所列数值。

2.3采用中性点非有效接地方式

可采用中性点经消弧线圈的方式进行接地,这样可自动消除大多数雷击引发的单相接地故障,更好地防止系统发生相间短路现象与跳闸现象。而对于两相或三相产生落雷时,先对地闪络的一相可充当一条避雷线,这样可进一步分流并可加强对未闪络相的耦合,降低未闪络相绝缘电压,可使线路具有更好的耐雷性。

2.4加强线路绝缘

当输电线路跨河、跨路时,需应用大跨越高杆塔,这种杆塔更易落雷。高塔落雷塔顶会产生高电位,会形成较大的感应过电压,同时会增大线路受绕击概率。为使线路绝缘性更好,让线路尽量少跳闸。我们已陆续用高绝缘性能的合成绝缘子来充当35kV输电线路的绝缘子。同时,为进一步降低35kV及6kV配电线路雷击跳闸率,人们选用了具有高冲击闪络电压的瓷横担,来架设配电线路。

2.5装设自动重合闸装置

线路绝缘通常具有一定自恢复性,很多雷击事故引发的闪络事故,线路跳闸后可自行消除。在输电系统中装设自动重合闸装置,可很好地降低线路雷击事故率。据有关部门统计,国内110kV线路及以上高压线路有75%至95%的线路可成功重合闸,电压等级为35kV与小于35kV的输电线路有50%至80%的线路可成功重合闸。因此,可通过对架空输电线路装设自动重合闸装置,来降低输电线路雷击事故率。当前,我们在电压等级为35kV与6kV的配电线路中,大多装设了避雷器,对部分35kV联络线路出口处还装设了放电间隙,有效防止了雷击事故的发生。

2.6安装线路避雷器

有时虽然在全线架设了避雷线,也很难完全防止架空线发生过电压。当输电线路装设线路避雷器后,若雷击电压比避雷器的保护水平大时,便会引发避雷器动作,可创造一低阻抗通路给雷电流,让雷电流自动泄放到大地中,这样可有效限制电压升高,使线路设备更安全。

结束语:

综上所述,随着我国经济的发展及用电需求量的增加,为更好的保障人们的生产生活及国家经济的稳定发展,电力企业及社会各界都开始关注架空电力线路的防雷保护问题。架空输电线路的防雷保护属于一项系统工程,在工程设计阶段就应仔细分析,充分考虑本地实际情况,引入切实可行的防雷方案,选用高可靠性的防雷设备,同时在架设输电线路时,也应重视装设一些防雷保护措施,只有这样全方位防雷,才能更好保护架空输电线路,使其免受雷电损坏,才能提高电力系统供电的连续性、可靠性。因此,文章从六方面给出了具体的架空电力线路的防雷措施,此外需要注意架空电力线路的防雷措施是从施工设计阶段开始实施的,在具体的规划过程中,要结合当地的实际情况,选择合适的防雷保护措施,同时还要注意选择可靠的防雷设备及电气设备,制定切实可行的防雷方案。

参考文献:

[1]张田乾,张希峰.架空电力线路的防雷保护[J].电源技术应用,2005,07:41-42+49.

[2]赵世巍.架空电力线路防雷措施探讨[J].现代经济信息,2009,22:348.

[3]陈明月.架空电力线路的防雷保护[J].农村电工,2006,08:33.

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