35kV输电线路综合防雷技术探讨

35kV输电线路综合防雷技术探讨

(国网湖南省电力公司沅陵县供电分公司湖南怀化419600)

摘要:我国大部分的县城和乡镇电网大部分都是35KV输电线路,35KV输电线应用范围广,而且除了常用的杆塔没有架空地线,线路的绝缘水平低。而乡镇地区线路运行的环境很复杂,所以很容易发生受到雷击,导致线路损坏,影响电网的安全,严重威胁到人民群众生命财产安全。因此,必须做好输电线路的防雷措施,确保电网安全、稳定。本文主要分析了35KV输电线发生的原因,并根据原因提出了相关的防雷技术。

关键词:35KV电压;输电线路;防雷技术

引言:

中国地域辽阔,不同的地方气候、地形、自然环境也不相同。35KV输电线路应用范围广,而且线路大多运行在野外,很容易受到自然、人为等因素的影响,特别是山区地形复杂、气候复杂多变,输电线路很容易发生雷击,轻则导致输电线路短路,重则可能导致线路起火,发生严重的电力安全事故,威胁到人们群众的生命财产安全。所以,输电线路都会采取防雷措施。比较常见的避雷方法有:在输电线上安装避雷装置、降低杆塔接地电阻、增加耦合地线、提高线路的绝缘水平等。虽然能有效地防止雷击的发生,但是有些情况依然无法找到有效地方法解决。所以,电力企业必须采取有效地措施,全面提高输电线路的绝缘水平,避免雷击现象的发生,保证线路的安全。

一、雷电对高压输电线路造成的危害形式

(一)绕击雷

发生绕击雷的主要原因是由于杆塔的位置比较特殊,在避雷线的情况,还需要对另外一方放电,这种情况主要发生在坡地的杆塔上,这是因为坡地的下方比较开阔,雷云由下至上不断上移造成的。

(二)直击雷

直击雷发生的原因,是由于云层上部有大量的正电荷,中下部是负电荷,因此云层有两个电容,这样很容易造成云层空气的击穿现象,也就是云地先期放电,如果这个时候碰到比较高的杆子、电杆以及建筑,就会发生雷击现象。雷击现象发生时,雷击在杆塔上,会出现两种情况,一种是雷击经过避雷线的杆塔时,避雷线会对电流进行分流,这样会造成瞬时性接地或者跳闸现象,这种情况下对线路没有什么损害。另外一种情况是没有避雷针的杆塔,如果没有安装避雷线对电流进行分压,那么雷电直接击中测挂点上,发生瞬时接地或者跳闸现象。

(三)感应雷

在云层的负电荷区域,输电线路的导线受到静电感应,会产生强大的电流,从而形成强大的电压,发生单相接地或者两相接地的问题,导致线路跳闸。

二、35KV输电线路发生雷击的原因

雷击是造成架空输电线发生跳闸的重要原因。线路跳闸的原因与线路的塔型、接地电阻、绝缘强度、线路的地形、雷击活动频繁等因素有关,这些因素都会导致线路发生跳闸和绕击现象,从而影响线路的绝缘效果。35KV输电线路发生雷击主要是由于大气过电压通过输电线路的杆塔会形成一定的放电通道,导致线路的绝缘层被雷电击穿。大气过电压分感应电压和直接电压。

(一)受到地形影响

输电线路的主要任务就是将电厂的电能输送到电力负荷中心,由电力负荷中心进行分配。由于大部分的电厂都建设在远离城市的乡村,所以输电线往往要经过非常复杂的地形、自然环境,然后才能将电能输送到指定地方。山区的气候条件比较复杂,地形变化大,所以很容易发生雷击的影响。根据相关数据显示,雷击事故有三分之二是发生在山区。山区最常出现雷击的主要地方有山顶、山坳、山坡、水田、大跨越的风口处。此外,四周市山丘的潮湿地带以及土壤电阻率非常高的地区、地下带有导电性矿物质的地面、地下水位比较高、山的向阳坡等地,都很容易发生雷击现象。对输电线路危害最大的是直击雷,直击雷分绕击雷和反击雷,然而大部分电流都是荣国绕击的方式到导线上,导致线路出现跳闸的现象,所以防止雷电绕击是防雷的重点。雷电绕击占整个输电线路跳闸率的85%,绕击是线路跳闸的主要原因。而雷电绕击现象的发生与杆塔高度、避雷线的角度和杆塔地面坡度等相关。杆塔的高度上升,那么对地面屏蔽的作用就会减弱,那么绕击面积就变大,同时还会增加电感,雷电流过杆塔电压幅值增高,而避雷线保护角和绕击成正比,保护角越大,那么绕击区也越大;如果地面坡度增大,那么线路暴露的弧度也增加,输电线路沿着山坡架设时,山坡外侧发生绕击区域增大,进一步增加绕击次数。因此在设计35KV输电线路的线路时,必须结合当地的实际情况,采取有效地措施,提高输电线路绝缘水平。

三、35KV输电线路综合防雷技术

(一)在输电线路上安装避雷器

在输电线路上安装避雷器是常用的一种避雷手段。35KV输电线路安装避雷器的型号比较多,主要是无串联间隙和串联间隙两种型号,为了提高避雷效果,避雷器大多数都是安装在输电线路的导线上,所以在购买避雷器的时候,最好选择那些体积比较小、结构简单、体重比较轻的避雷器,所以对比无串联间隙和串联间隙两种避雷器的特点,无串联间隙型号比较符合输电线路的要求。选择避雷器以后,避雷器的安装也很关键。避雷器的安装方式有两种,一种是竖直式,也就是将避雷针竖直安装在横杆上,另外一种是垂吊式,也就是将避雷针垂钓安装在导线上。安装的时候,要根据输电线路的实际情况选择安装方式。如果使用无串联间隙型号的避雷器,由于无串联避雷器周围不存在连接地面的线路,周围也没有假设的双杆塔时,则应使用竖直式安装方法,可以提高避雷效果。下图是避雷器安装示意图

(二)提高高压送电线路的绝缘水平

输电线路绝缘水平的高低直接影响防雷效果。绝缘材料能够有效地隔绝雷电对电线的破坏,雷电发生以后,能够有效地避免雷击对线路的损害。当雷击发生时,绝缘材料不会因为温度升高,而直接发生起火,破坏电力设备。因此,在安装的时候,最好选择绝缘性能比较好的绝缘材料。为了确保绝缘材料的性能,在安装前,必须对绝缘材料的性能进行检测,测试高压输电线绝缘材料的强度是否符合高压输电线路的标准。并结合输电线路的实际情况,选择防雷效果比较好的绝缘子,比较常见的绝缘子材料是玻璃绝缘子,它不易老化,而且耐电弧性较好。

(三)降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻是一种比较有效的防雷手段,雷电发生时会产生巨大的电流,这个电流可能达到几千上万安培,给电力设备造成巨大的损坏。接地电阻能够将电流引入地下,以免高电流破坏电气设备。为了提高35KV输电线的抗雷击性能,必须降低线路杆塔的接地电阻。首先,要知道输电线路的杆塔区域周围土壤电阻率,根据土壤电阻率,采取有效地方法降低杆塔接地电阻。或者对线路杆塔接地进行改良,选择好的杆塔接地材料非金属接地模块。这种新型的材料,抗击电流能力强、体积小、耐高温,能最大限度降低接地电阻;还有一种方法适用新型的降阻剂。传统的降阻方法有很多种,但是都存在一定的缺陷,无法适应当下电网建设。新型的降阻剂,防干扰、防雷击、防静电效果非常明显。

(四)其他措施

为了进一步提高输电线路的绝缘水平,避免雷击现象的发生。35KV输电线路在设计的时候,尽量避开雷电多发区域,避免雷电绕击现象的发生。不同的区域,它所处的自然环境、地形地貌也不同,所以在设计防雷措施的时候,必须结合该地区的特点以及防雷经验,选择合适的避雷方式。新电网投入运行时,必须做好输电线路的验收工作,并随机抽查接地体的埋深是否符合输电线路设计规范和要求、接地体与接地引线是否可靠、射线长度是否达到线路设计要求,从而确保线路安全可靠运行。对已经运行的线路,要加强旧线路的改造,尤其是雷电多发区域要特别注意。

结束语:

雷电会对电网运行产生巨大的影响,破坏电力设备,导致电网无法正常运行。尤其在山区,地形地貌、水文条件以及自然环境非常复杂,雷击发生的概率比较大。因此线路设计的时候,一定要做好防雷措施。根据输电线路经过区域雷电的强弱、地形地貌特点以及土壤电阻率的高低等情况,选择合理的输电线路,从而提高高压输电线路的防雷水平,将雷击发生的概率降低到最低,确保人民群众的生命财产安全。

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