试论高压架空输电线路防雷措施与应用邓少敏

试论高压架空输电线路防雷措施与应用邓少敏

广东电网公司江门供电局529000广东省江门市

摘要:就高压架空输电线路的实际运行情况来看,雷击往往会对高压架空输电线路的安全运行造成严重威胁,导致高压输电线路安全事故频发,给社会群体的生命财产安全造成严重威胁。为保证高压架空输电线路的安全稳定运行,本文主要就高压架空输电线路防雷措施及其应用进行简要分析,仅供相关人员参考。

关键词:高压架空输电线路;防雷措施;应用

一、常见防雷保护措施

(一)避雷线与耦合地线架设

避雷线一种常见的防雷保护措施,其能够实现雷电流分流,促进导线耦合,避免雷电对导线造成直击,且在雷击状态下,绝缘子串上的电压有所降低,感应电压也有所下降,这就能够在一定程度上达到防雷保护效果。在220KV和110KV电压等级的输电线路中,避雷线架设方式一般为全线架设,且将避雷器对导线的保护角控制在20°以内。500KV以上的超高压输电线路与特高压输电线路采取双避雷线架设的形式,保护角不超出15°,尤其是特高压输电线路可实现负保护角,以有效避免雷击跳闸等情况的出现。

耦合地线的架设,其价值在于分流与耦合,促进高压输电线路耐雷水平的提升。具体来说,耦合地线与大地相接触后,通过避雷线与耦合地线的协调作用,降低导线侧击风险。但实际上,雷击分流与大气电场分布畸变往往会对偶和地线终端杆塔产生一定影响,加剧雷击风险,因此必须要控制好杆塔接地电阻,并配合绝缘子,以达到理想的防雷效果。耦合地线大多适用于丘陵与山区等地。

(二)降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻也是一种比较常见的防雷措施,通过地电位降低来减少雷击杆塔时对导线所造成的不理影响,我国相关规程中对于有避雷线的输电线路杆塔工频接地电阻做出明确规定,包括土壤电阻率与接地电阻,通过杆塔接地电阻的有效降低,来对高压架空输电线路实施有效的防雷保护。

(三)安装线路避雷器

线路避雷器的安装主要分为两种,一种是串联间隙型避雷器,另一种是无间隙型避雷器,在高压架空输电线路防雷保护的过程中,线路避雷器的安装应用需结合实际情况开展具体分析,在线路绝缘子串两端安装线路避雷器,令其保持并联状态,但线路避雷器的成本较高,因而主要应用于雷电活动强烈且接地电阻降低难度大的地区,以达到理想的防雷保护效果。

二、高压架空输电线路防雷保护行技术

(一)新型输电线路结构

新型输电线路结构是基于常见防雷保护措施的基础上所发展而来的,通过加装避雷线来促进平行系统的形成,实现雷电流分流,令雷电过电压强度得以有效降低,高压架空输电线路的结构得以优化,防雷性能得以改善,从而更好的实现防雷保护,并且具有良好的经济性特征。

(二)保护间隙

绝缘子串的保护间隙在发达国家已经广泛应用,国内应用相对较少,一般应用于220KV及以下且防雷难度较大的的高压架空输电线路中。保护间隙有棒形、羊角形、网球拍形等,其优点在于,能够对闪络电弧根部进行准确捕捉,对绝缘子串进行妥善保护,优化电压分布,从而实现防雷保护。

(三)负角保护针

负角保护针主要由三部分组成,分别是针尖、主管和底部,通过铆钉来进行有序连接。一般情况下,将负角保护针设置于导线上方头部位置,消除雷电绕击区,促进负保护角效果的有效发挥,最大程度上避免雷击事故的发生。

(四)石墨接地

石墨接地施工一般随土建施工进度,以成品WME型石墨接地作为接地极,接地极深埋于坑内,地点需保持相对超市,接地干线埋深0.5m,以石墨焊具及放热焊剂进行焊接。以此焊接接地干线,确保放热焊接保持饱满且牢固,待焊接后去药皮,将接地网外援角处理成圆弧型,半径在4m以内。将补偿器加设于接地线与建筑物伸缩缝交叉部位,以22圆钢制作避雷针,保持电气设备以单独接地线与接地网相连接,不可存在串联情况。

三、当前高压架空输电线路防雷工作中存在的问题分析

(一)雷击跳闸事故发生率较高

尽管高压架空输电线路防雷保护措施不断完善,国家和社会逐步加大防雷工作投入力度,但雷击跳闸事故发生率较高,在线路跳闸事故中所占比例较大,这就严重影响着电力系统的安全稳定运行。究其原因不难发现,随着社会的发展,高压架空输电线路的规模不断扩大,且雷击活动呈现出随机性特征,因而高压架空输电线路极易遭受雷击。受到地区条件等因素的影响,雷电活动频率与强度也会对高压架空输电线路雷击跳闸事故发生产生一定影响,此种情况下,极易给高压架空输电线路的运行造成安全威胁,新建线路及运行久远的线路在防雷水平上存在一定不足,更容易发生雷击跳闸事故。

(二)防雷工作的滞后性与长期性

高压架空输电线路防雷工作存在滞后性,大部分情况下都是就以往雷击数据进行统计分析,找准易遭受雷击的具体段位,之后采取防雷措施,但此种操作方式下防雷工作的开展缺乏预见性,无法对未采取防雷措施的高压架空线路进行有效的防雷保护,高压架空线路雷击跳闸事故得不到根本上的解决。与此同时防雷工作具有长期性特征,需要定期统计分析数据,并于每年开展防雷改造工作,以提高防雷保护成效。

(三)防雷设备维护难度大

防雷设备维护效果直接影响着高压架空输电线路的防雷水平,但是防雷设备运行环境特殊,即便通过定期巡视也无法掌握防雷设备具体性能及运行状况,无法有针对性的进行检修与维护,因此防雷设备维护难度较大。

四、高压架空输电线路防雷措施与应用

(一)改进新建线路前期规划设计

在新建线路方面,高压架空输电线路防雷措施的改进方面,要高度总是前期规划设计的改进工作,依照高压架空输电线路防雷设计相关标准与规定处罚,做好避雷线对边导线的保护角设计,在此基础上,依照控制原则调整好线路角度,一般情况下,500KV线路的边导线保护角不可超出-5°,220KV与110KV线路的边导线保护角不可超出0°,否则会影响整个新建线路规划设计的科学性和合理性。以深圳供电局为例,在高压架空输电线路防雷措施的选取上,结合实际情况做好前期规划设计,一旦新建输电线路处于强落雷区,则有必要在达到标准设计规程的基础上,强化绝缘配置,并调整好有效绝缘长度,适当增加绝缘子片数量,确保塔头间隙之间距离满足高压架空输电线路防雷标准,调整好杆塔接地电阻,保证新建线路前期规划设计的合理性,有效提高高压架空输电线路的防雷效果,减少不必要的雷击损失,维护整个电力系统的安全稳定运行。

(二)改造运行线路综合防雷

高压架空输电线路运行过程中,其耐雷水平往往与接地电阻状态存在密切联系,因此要对做好高压架空输电线路防雷措施的改进,对运行线路综合防雷措施加以改造,在科学测试的基础上,以高压架空输电线路运行标准为依据,规范检测接地电阻,全面把握高压架空输电线路运行的实际情况,即使排除安全隐患,从而为高压架空输电线路有效防雷的实现打下良好的基础。一般情况下,线路避雷器安装属于一种比较可行的方式,虽然保护范围有限,但实际保护效果可靠,能够有效防范雷击。在高压架空输电线路运行过程中,普遍存在同塔多回线路防雷问题,针对此种情况,必须要准确获取有关雷击跳闸的具体数据,对这些数据展开科学分析,全面把握杆塔耐雷水平,进而对高压架空输电线路进行改造,切实提高其综合防雷效果。

五、结语

总而言之,近年来高压架空输电线路安全事故频发,因雷击导致输电线路跳闸的情况占据较大比例,给高压架空输电线路的安全运行造成极为不利的影响,导致供电稳定性与可靠行不足。因此要科学应用高压架空输电线路防雷措施,对高压架空输电线路雷击过电压进行有效限制,从而保证整个电力系统的良性运行。

参考文献

[1]陈荣,杜伟高压架空输电线路防雷措施与应用[J].《建筑工程技术与设计》,2016(6)

[2]姜海生浅谈高压架空输电线路的防雷措施[J].《科技与企业》,2013(7):177-177

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