电力线路的防雷措施的分析

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】在电力系统运行过程中，雷电是最严重的一种灾害，所以，做好防雷措施对保护电力系統的安全运行有着十分重要的意义。目前，我国防雷措施一直都采用传统的方式，这一理念的存在造成我国电力系统的防雷措施没有得到改善。本文就对电力线路的防雷措施进行深入探讨。
　　【关键词】电力线路;防雷;措施;分析
　　送电线路采取的防雷措施主要包括位于杆塔顶端位置设置架空地线，运行维护内容为对杆塔接地电阻的创新完善与安全检测。鉴于其防雷措施存在的局限性与单一性，无法有效满足防雷的严格标注要求。而提高线路绝缘能力与架设耦合地线的防雷措施，由于特殊情况约束无法获得正常施行，一般选取增加绝缘子数量或是替换成爬距相对较大的合成绝缘子提升线路绝缘性能，对避免雷击塔顶产生反击过电压情况具有十分良好的效果。不过对于避免绕击侧情况发挥的作用明显不足，且增加绝缘子数量的情况下，会受到杆塔顶端位置绝缘间隙与导线对地安全距离的约束影响。鉴于此线路绝缘能力的提升通常存在异性的限制范围，安装耦合地线通常在丘陵或是山地条件应用较多，能够对导线进行屏蔽保护，采取击距原理有效减小导线存在的暴露弧段。由于各种因素的限制约束，架设耦合地线不适用于旧线路防雷。鉴于此，研究不受条件约束的防雷对策至关重要，对于安装线路避雷器以及减小杆塔接地电阻等采取整合与分析，基于对防雷方式的角度，真正发挥应有的防雷效果。
　　1、电力线路遭受雷击发生跳闸的原因
　　配网电力线路遭受雷击破坏的影响因素包括：架空地线、杆塔接地电阻、雷电强度、线路绝缘放电电压。
　　1.1雷电直接击中电力线路
　　通常，配网电力线路中产生大气过电压包括两种情况：感应雷过电压和直击雷过电压。其中，感应雷过电压是雷电击中线路附近的地面，产生电磁感应而引发的过电压;直击雷过电压是雷电直接击中电线形成的过电压。按照性质的不同，可以将电力线路的雷击故障分为雷电绕击和反击闪络。运行经验显示，在电力系统受到的雷电袭击中，直击雷过电压的危害性最大。由于配网电力线路对应的防雷措施不同，所以在选择防雷措施时，首先要确定线路遭受雷击导致跳闸的具体原因。
　　1.2电力线路遭受雷电绕击
　　电力线路运行经验、现场实测结果和模拟实验结果均表明，电力线路遭受雷电绕击的概率与高压电力线路途经地的地形地貌、地质条件、杆塔高度和避雷线对边导线保护角有直接关系。位于山地的电力线路受到雷电绕击的概率是平原地区的3倍，因为在山区架设电力线路时，杆塔的跨越幅度和高差档距较大，线路抵抗雷电的能力较弱。如果某地区的雷电活动强烈，则这个区段的电力线路会更容易受到雷电的袭击。
　　1.3电力线路遭受雷电反击
　　当雷电电流经避雷线、雷击杆传入接地和塔体时，会导致塔杆电位的升高，进而导致相导线出现过电压。当塔体电位与导线过电压合成的电流超过输电线路绝缘子闪络的电压时，接地杆塔与导线间就会产生反击闪络。提高耦合系数、降低杆塔电阻、增强线路的绝缘能力、减小分流系数均是有效的电力线路防雷方式。
　　2、改进防雷措施的具体方法
　　根据防雷措施存在的不足之处进行改进，对于提升防雷效果，提高电力线路运行的安全稳定性具有重大的意义。改进现有的防雷措施主要包括以下几个方面：
　　2.1科学合理规划设计送电线路
　　为有效提升送电线路发展建设防雷能力，首先，最为根本的是对线路自身基础设备设施做出保障，线路传输系统的基础设备设施建设需最大程度减小引发雷击范围，从而对地理位置进行规划有效降低雷击情况的发生。比如，基础线路建设阶段，需尽可能排除水资源、矿产资源等区域，增强送电线路邻近区域的绝缘范围，确保传输稳定不受影响。又如，某地区线路基础设备设施建设阶段，对施工区域采取仔细勘察，对线路基础设备设施建设进行科学合理的规划设计，有效减小线路实际运行阶段雷击跳闸等现象的发生概率。
　　2.2减小保护角
　　保护角，即雷电保护角，指的是边相导线与避雷线的连线方向与与避雷线相垂直方向的夹角，其主要的作用是保护边相导线不会被雷电击中，但是该角度值设计的不合理导致导线还存在发生绕击性故障的危险，特别是对于导线另一侧的雷击放电现象无法做到完全避免。因此，减小该保护角的角度值，并尽可能使之成为负值才能最大可能保护导线不被雷电击中。
　　2.3架设耦合地线
　　如果无法有效减少杆塔的电阻，可以在导线下架设地线，以增加导线与地面间的耦合效果，减少绝缘子的电压值，并对雷电起到分流的作用。对35kV及以下电压等级的线路来说，可以全线架设避雷线，通过消弧线圈接地，自动降低雷击线路造成的单相接地，避免跳闸和相间短路故障的发生。两厢或三厢线路遭到雷击会造成导线的闪络现象，但不会出现跳闸问题，因为闪络导线的作用与地线相似，它增加了耦合作用，减少了闪络导线上绝缘子的电压值，提高了电力线路抵抗雷击的水平。
　　2.4安装避雷器
　　送电线路安装避雷器，当杆塔同导线之间存在的电位差大于避雷器电压情况下，避雷器则会产生分流效果，避免绝缘子发生闪络现象。雷击跳闸现象发生概率较大的送电线路，应采取科学合理的选择性安装。线路避雷器通常包括无间隙型与带串联间隙型。①无间隙型。避雷器同导线之间采取直连，对电站型避雷器做出借鉴与延续，带有稳定的吸收冲击能量，运行与操作电压情况下，无放电延时与串联间隙不发生动作，避雷器自身不带电，排除电器老化问题;串联间隙上部与下部位置电极为垂直设置，放电特性无变化、分散性较小等特点。②带串联间隙型。避雷器同导线之间采取空间间隙进行有效连接，雷电电流出现则会承受工频电压产生的作用，可靠性良好运行期限较长等特点。带串联间隙型应用较为普遍，间隙存在的隔离效果，避雷器不需要考虑运行电压与老化问题，故障问题对线路运行不产生影响。
　　2.5线路运行管理
　　架空电力线路是确保电网正常运行的基础，因为存在的位置相对特殊，受各种因素影响也比较严重，想要加强防雷效果，首先应该在管理方面做好工作。首先，应加强对防雷设备的定期巡视。受架空电力线路特殊性影响，一般配置的防雷设备都在野外环境，造成外力因素的破坏比较严重，包括自然因素以及人为因素。为确保防雷预防设备的完整性以及有效性，要求管理人员必须要定期对其进行检查，能够随时掌握其运行状态，确保其能够在防雷措施中起到良好的效果。其次，防雷设备进行定期检测。为确保防雷设备的正常运行，还需要定期对其进行性能检测，主要是结合线路工作实际情况，制定详细的设备检修计划，对线路避雷器记数的动作情况进行详细记录，线路避雷器运行一般要2～3年内停电检修一次。如果线路避雷器运行时间超过5年，则需要停电进行直流1mA参考电压以及75%参考电压线泄露电流试验，检查避雷器本体是否存在劣化现象。
　　3、结语
　　为降低雷电灾害事故产生，设计阶段需对送电线路途经地区的自然情况、地形条件、雷电现象、土壤电阻率等情况做出充分的了解与掌握，并按照已经架设送电线路稳定运行的实际经验等，采取对比的方式选取科学合理高效的防雷措施，增强送电线路防雷能力。雷电是较为复杂且随机性较高的自然现象，需电力各个部门进行紧密协作配合，避免雷电灾害事故发生的频发，提升送电线路稳定运行的可靠性。
　　参考文献：
　　[1]段有重，孙圣帅，张廷波，芦毅.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].山东工业技术，2019（01）：186.
　　[2]黎晓辰.浅析架空输电线路的运行维护及防雷措施[J].电子测试，2017（23）：96-97.
　　[3]范立.架空输电线路的运行维护及防雷措施探讨[J].中国高新技术企业，2016（01）：141-142.
　　[4]梁照敏.基于输电线路设计与运行中的防雷措施研析[J].建材与装饰，2016（49）：195-196.
　　（作者单位：国网山西送变电工程有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14951264.htm