王妍妍
鸡西市郊区农电局
架空输电线路绕击防护的新措施
王妍妍
鸡西市郊区农电局
架空输电线路对保证用户用电的质量有着较大影响,在输电线路运行的过程中,最容易受到的影响就是雷电等自然因素。雷电的出现具有突发性以及无法预测性,为了提高架空输电线路的质量,必须加强线路的防雷措施,降低线路遭受雷电袭击的影响。本文对输电线路绕击以及绕击的原理进行了分析,并对架空输电线路绕击防护的设计要点以及措施进行了介绍,希望可以有效提高输电吸纳卡雷电绕击的防护性能,降低输电线路出现安全事故以及隐患的概率,提高用户用电的安全性以及可靠性。
架空输电线路;雷电;绕击;防护;原理;措施;设计
在我国,相关单位在设计架空输电线路时,一般距离比较长,而且架空输电线路由于暴露在外界自然环境中,所以受到气候以及环境的影响比较大。很多架空输电线路由于长期受到雨水的冲刷、阳光的暴晒以及鸟类的干扰,所以,线路的绝缘性能大大降低了。雷电对输电线路的正常运行影响比较大,这也是输电线路建设的主要弊端,为了提高架空输电线路的稳定性,必须采取有效的措施对线路进行绕击防护,降低雷电对输电质量的营销。下面笔者介绍了几种架空输电线路绕击防护的新措施,以供参考。
架空输电线路是一项综合性概念,该线路主要是由导线、避雷针、杆塔以及绝缘子等多种元件构成,其中,导线主要是用来传输电能的设备,而避雷针的作用主要是将雷电等电流引入大地中,以保证线路绝缘等元件不受过大电流的影响;杆塔主要是用来支撑避雷线以及导线的装置,其一般介于导线之间,或者导线与避雷线、杆塔、大地之间,其可以保证架空输电线路的安全性。绝缘子主要在导线与杆塔间起着绝缘的作用,其可以有效延长暴露在外界环境中线路使用的寿命,也可以防止线路漏电情况的发生。
架空输电线路绕机,一般不考虑避雷线以及输电线的耦合作用,也不考虑导线与杆塔接地的影响,当雷电击中线路时,首先会在杆塔的顶端进行放电现象,然后输电线路中导线、避雷线以及杆塔够会感应到异性电荷。当输电线路处于放电状态时,先导通道中的负电荷、杆塔、避雷线以及正电荷都会快速复合,而且会形成冲击电流。输电线路在遭到负极性雷电冲击时,电流会沿着杆塔向下传播,也有一部分电流会沿着避雷线向两侧进行传播,此时杆塔顶部电位迅速升高,导线在电磁耦合的影响下电位也会出现较大变化。另外,正极性雷电波出现在杆塔顶端时,空间电磁场也会出现较大变化,输电线路中也会产生正极性感应雷电波。输电线路绝缘子中的电压,一般是杆塔电位与导线电位的差额,当电压超过绝缘子冲击放电电压时,输电线路就会产生较大冲击,影响着输电线路的正常运行。
架空输电线路绕击与跳闸与当地的地形、气候等自然因素有关,在较为恶劣的条件下,避雷线以及杆塔的屏蔽效果会大受影响,为了降低输电线路绕击的隐患,对地势较高的山区中,超高500KV的输电线路,必须加强绕击防护措施,还要防止其输电线路屏蔽失效的现象的发生,这样才能有效提高架空输电线路防雷效果。
在分析架空输电线路绕击防护措施时,主要采用的是电气几何模型法,500KV的输电电压属于超高电压,其绝缘水平较高,所以线路遭到雷电袭击出现闪络的概率比较低。超高压线路柱,杆塔的高度一般在60-100m左右,其出现绕击的概率比较大。通过分析超高压线路运行状况时发现,雷击是造成线路跳闸的最主要原因,经过统计发现,雷击引起的跳闸占总跳闸的80%左右。雷击跳闸主要是因为雷电对导线产生了绕击,而且地线保护角的角度设置过大。
1、绕击防护设计的要点
当架空输电线路的耐雷水平高于雷电活动强度时,需要在高空对雷电先导进行拦截,防止雷电进入接地体绕击范围内。架空输电线路绕击防护,既要对雷电反击进行防护,还要对接地体进行绕击防护,相关工作人员要降低雷电先导对接地体的闪击高度,这样可以防止接地体出现定位较高的雷电先导现象。另外,还要在接地体侧面安装接闪装置,常用的有全屏蔽防雷等防绕击的装置。安装屏蔽防雷装置后,可以对接地体侧面屏蔽失效区实现雷电先导的防绕击效果。
2、避免导线受到雷击,降低线路跳闸的概率
输电线路在雷雨天气中,有时会遭到雷电的袭击,为了避免线路出现较大的故障,相关工作人员要加强导线的设计与施工,尽量避免导线遭到雷击,而且还要对线路传输设计进行改进与优化,降低跳闸出现的频率。电网运行事故中,对输电质量影响最大的就是雷击跳闸,尤其在山区,由于地域比较空旷,所以线路遭到雷击后引起的故障比较多。雷击后要尽量减少绝缘闪络现象的发生。
3、架设避雷线
避雷线主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位;通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
4、降低杆塔接地电阻
输电线路杆塔接地装置是雷电流泄流的主要方式,所以输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平减少线路雷击跳闸率的主要措施。杆塔接地电阻是影响塔顶电位的重要参数,降低杆塔接地电阻对提高架空送电线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。
随着科技的发展与防雷技术的进步,我国架空输电线路出现故障的概率有所降低,这也有效保障了当地居民用电的质量与安全性。架空输电线路绕击对输电质量有着较大的影响,其可能阻碍输电系统的正常运行,为了防止这一现象的发生,必须采取有效的绕击防护措施,对线路设计进行改进与优化。架空输电线路绕击防护在设计时,要结合线路安装的环境,对线路的优势与劣势进行综合全面的分析,这样有助于找到有效的应对措施。随着我国雷电绕击防护技术的不断完善,防护技术的效率与效果越来越高,我国输电线路的传输质量也将越来越高。
[1]张纬钹,高玉明.过电压防护及绝缘配合[M].北京:清华大学出版社,2012.
[2]谷定燮.1000kV交流输电工程防雷保护研究[J].高电压技术,2013.
[3]余建华,黄小晃.江西省雷电灾害分析及防雷减灾对策[J].2012.
[4]李如虎.用电气几何模型分析天广500 kV输电线路绕击性能[J].2013.