輸電線路安全對電力網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行影響很大,當(dāng)前大部分輸電線路都在空曠地方分布,運(yùn)行期間極易出現(xiàn)雷擊故障,讓電力設(shè)備發(fā)生危害。如在雷擊影響下出現(xiàn)火災(zāi)事故,將對電力網(wǎng)絡(luò)正常供電帶來不利影響,并嚴(yán)重威脅著人們生命財(cái)產(chǎn)安全,如何加強(qiáng)輸電線路防雷工作是我們需要重視與盡快解決的問題。
1 輸電線路雷擊危害
常見雷電形式包括直擊雷、感應(yīng)雷和球形雷等,其中前面兩種對輸電線路運(yùn)行影響很大。對直擊雷來說,會引起電氣設(shè)備短路、損壞等安全事故,不利于周圍電力網(wǎng)絡(luò)的供配電順利進(jìn)行。感應(yīng)雷帶來的損壞和直擊雷關(guān)系比較緊密,雷雨云放電和靜電感應(yīng)將產(chǎn)生電磁感應(yīng),輸電線路、電力設(shè)備周圍區(qū)域被雷電擊中以后,將造成周圍區(qū)域磁場變化非常大,輸電線路將產(chǎn)生感應(yīng)電荷,形成感應(yīng)電壓,線路內(nèi)部發(fā)生感應(yīng)電流[1]。只要感應(yīng)電壓比電力設(shè)備耐壓值還大,則容易擊穿輸電線路上相關(guān)器件,讓其出現(xiàn)短路、斷路等故障。
2 輸電線路防雷技術(shù)
2.1 減小桿塔接地電阻
對雷電活動頻繁、土壤電阻率較高的地區(qū),應(yīng)該安裝避雷器,能夠避免絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象,并設(shè)置線路防雷用金屬氧化物避雷器,能夠避免雷直擊導(dǎo)線,或者是雷擊對塔頂、避雷線造成破壞,讓絕緣子發(fā)生沖擊閃絡(luò)問題,有效解決線路雷擊跳閘問題。對此要將資金最大限度利用起來,實(shí)現(xiàn)效益的增長,要按照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),選擇最恰當(dāng)?shù)木€路防雷用避雷線安裝位置[2]。針對部分易擊區(qū)選擇雙避雷線,這種方法也更為有效和經(jīng)濟(jì),讓避雷線保護(hù)角被縮短,加強(qiáng)對雷擊跳閘事故的防范。避雷線要在每個(gè)基桿塔處接地,通過對接地電阻的減小,一般能夠讓線路耐雷水平得到提升,避免出現(xiàn)反擊。接地電阻影響因素較多,其中最為關(guān)鍵的是土壤電阻率 ρ,因此其值要為雷雨中最大值,其計(jì)算公式如下。
ρ = ρo×φ(1)
其中: ρo 表示雷季中無雨水條件下土壤電阻率,φ 表示土壤干燥程度的季節(jié)系數(shù),其值通常為1.3。如果某地區(qū)土壤電阻率不高,則要選擇桿塔自然接地電阻,而若是電阻率較高,降低接地電阻存在困難的情況下,要選擇多根放射性接地體,并采取降阻濟(jì)讓接地電阻減小。雷季干燥的條件下,避雷線的線路每基桿塔工頻接地電阻相關(guān)數(shù)值如表 1 所示。
2.2 架設(shè)耦合地線
對雷擊活動頻繁的地區(qū),或者是容易出現(xiàn)雷擊故障的塔桿與地段,或者是減小電阻存在一定難度的地段,需要將一條架空線設(shè)置在的導(dǎo)線之下,即耦合地線,讓避雷線和導(dǎo)線之間的耦合得到加強(qiáng)。這樣能夠減小線路絕緣子鏈上過電壓,讓雷電流分流作用更好發(fā)揮出來,通過實(shí)驗(yàn)證明通過增加耦合線,能夠讓線路跳閘率減少約二分之一。這樣避雷線與導(dǎo)線間的耦合系數(shù)才會得到提升,讓雷擊電流從桿塔兩側(cè)分流,實(shí)現(xiàn)輸電線路耐雷水平的提升。
2.3 加強(qiáng)線路絕緣
輸電線路在跨越大江或者是跳躍兩座山丘等特殊地段中,需要設(shè)置特殊的高桿塔,其落雷幾率很大,等值電感較大,塔頂電位和繞擊率較高,從而極大提升了線路雷擊跳閘率。要想減少雷擊跳閘率,要將絕緣子片數(shù)安裝在高桿塔上,提升大跨越檔距地線,即讓導(dǎo)線間距離變大,這樣線路絕緣將得到加強(qiáng)[3]。特高桿塔若是在 40 m 以上,高度每提升 10 m,需要設(shè)置一片絕緣子,全國超過 100 m 桿塔,絕緣子數(shù)一般采取專門的方法進(jìn)行計(jì)算,并確定為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方法。而在雷電活動頻繁、接地電阻降低難度大的地方,100 kV 電網(wǎng)要把中性點(diǎn)直接接地轉(zhuǎn)變成經(jīng)消弧線圈接地,如此大部分單相雷閃接地故障能夠自動消除。對于二相、三相落雷來說,因?yàn)橄葘Φ亻W絡(luò)一相為一條避雷線,會讓耦合作用變得更加明顯,減小了沒有閃絡(luò)相的絕緣子鏈上的電壓,讓其擁有更強(qiáng)的耐雷水平。35 kV 電網(wǎng)中性一般為絕緣的,很多時(shí)候要利用消弧線圈接地,讓防雷性能得到提升。
2.4 裝設(shè)自動重合閘
因?yàn)槔讚糸W絡(luò)后絕緣性能一般情況下可以在跳閘后逐步恢復(fù),通過對自動重合閘的安裝,在減少線路雷擊事故上效果比較明顯。當(dāng)前國內(nèi)超過 100 kV 的高壓線路重合閘成功率為 75%~95%,35 kV 以下線路一般在 50%~80% 之間,隨意各級電壓線路需要將自動重合閘裝置設(shè)置好。
2.5 線路交叉部分防雷保護(hù)
線路交叉容易產(chǎn)生較弱空氣間絕緣,雷擊后讓絕緣弱點(diǎn)出現(xiàn)閃絡(luò),兩條交叉線路也將一起跳閘,這樣會引起電力系統(tǒng)繼電保護(hù)非選擇性動作,增加系統(tǒng)事故幾率。若非不一樣壓力等級架空線路相互交叉出現(xiàn)閃絡(luò),會為較低電壓等級網(wǎng)絡(luò)電氣設(shè)備造成損壞。尤其是當(dāng)高壓線路為通信線路帶來閃絡(luò)現(xiàn)象以后,將引起人身事故,破壞性加強(qiáng),需要對線路交叉點(diǎn)做好防雷保護(hù)措施[4]。
對此交叉要和桿塔保持較近的距離,交叉檔兩端上下方線路的基桿塔要設(shè)置人工接地,電阻值必須與表 1 要求相符。如果存在木質(zhì)絕緣,要將管型避雷器和保護(hù)間隙設(shè)置好,交叉點(diǎn)和桿塔的距離要在 40 m 以內(nèi),對最近桿塔做好保護(hù)措施,交叉距離達(dá)到表 2 規(guī)定要求后,交叉檔則不能采取保護(hù)措施。
3 輸電線路維護(hù)措施
要想讓輸電線路更加安全與穩(wěn)定,電力企業(yè)需要提高重視程度,在日常管理中做好輸電線路維護(hù)工作。在架設(shè)輸電線路之前,施工單位應(yīng)該深入考察輸電線路敷設(shè)區(qū)域地形、氣候等情況,在設(shè)計(jì)過程中與臨江側(cè)山坡、向陽坡和容易被雷擊的區(qū)域避開。特別是針對山地區(qū)域,接電線埋設(shè)一般較為復(fù)雜,施工單位需要提前將線路架設(shè)準(zhǔn)備工作做到位。
針對已經(jīng)投入運(yùn)行的輸電線路,應(yīng)該大力開展防雷研究工作,全面統(tǒng)計(jì)分析輸電線路運(yùn)行情況,確定雷擊多發(fā)的時(shí)間與地點(diǎn),重點(diǎn)做好維護(hù)工作。對輸電線路維護(hù)工作來說,不能只停留在規(guī)章制度上,應(yīng)該從線路實(shí)際運(yùn)行狀況出發(fā),將線路檢修維護(hù)工作做到位,針對雷擊事故多發(fā)區(qū)域應(yīng)該提升巡視次數(shù),及時(shí)對線路周邊樹枝等障礙物予以清理,將輸電裝置絕緣性檢測工作做好。一些輸電裝置運(yùn)行期間因?yàn)楦鞣N因素的存在,將引起絕緣不良等情況,所以要通過提升避雷針虛擬高度,讓雷擊擊落于避雷針上,從而解決了以往避雷針出現(xiàn)的“側(cè)擊”問題。
4 結(jié)語
總之,雷擊有著分散性、隨機(jī)性等特點(diǎn),無法對雷擊點(diǎn)和雷電參數(shù)進(jìn)行有效控制,雷擊線路跳閘事故分析難度較大,對此記憶引發(fā)各種雷擊事故,讓電網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性受到不利影響。對此要加強(qiáng)對輸電線路的防雷設(shè)計(jì),全面掌握地區(qū)地理、氣象等狀況,通過深入的調(diào)查與分析,清楚輸電線路運(yùn)行情況,將防雷措施做到位,加強(qiáng)后期維護(hù)管理,為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造更加有利的條件。
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原文標(biāo)題:淺析輸電線路防雷技術(shù)與維護(hù)措施
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