论文部分内容阅读
摘 要在电网建设中,电力输送过程中往往会存在着很多问题,防雷接地技术就是其中一方面,下文主要介绍输电线路杆塔接地技术及防雷进行阐述。
关键词防雷;类型;措施;杆塔;接地
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0088-01
在电网建设中,电力输送过程中往往会存在着很多问题,防雷接地技术就是其中一方面,由于输电线路点多面广,长年运行于慌郊野外,其运行状况极易受自然、地形、气候、环境的影响,每年雷雨季节,输电线路都不同程度地被雷击,线路受雷击后,极易引起输电线路跳闸,轻则导致对用户的少送电、损坏供电设备;重则者会引发电网事故,造成更大的损失。而杆塔接地装置作为输电线路的重要组成部分,其作用是确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。随着经济的发展,对输电线路供电可靠性的要求越来越高。
1输电线路杆塔接地技术
在电气设备和高层建筑物的防雷保护中,为了减小雷电流通过时的地电位升高,以及改善地面的电位分布,防止雷击时地面出现危险的跨步电压及接触电压,都必须设置冲击接地装置。
由于杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分,是接地体和接地引下线的总称,接地电阻是指接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。其作用是确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。对输电线路杆塔接地装置进行规范管理和维护,确保接地装置完整性是降低输电线路雷击跳闸率的有效措施,降低接地装置接地电阻是提高线路耐雷水平的主要措施。
2雷击的几种类型(直击、反击、绕击)的成因以及原因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时,雷电电流流过塔体和接地体,使杆塔电位升高,同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值,导线与杆塔之间就会发生闪络,这种闪络就是反击闪络。雷电直击、反击跳闸一般雷电流较大,如500kV典型杆塔反击耐雷水平可达125～175kA,220kV典型杆塔为75～110kA,110kV典型杆塔为40～75kA。雷电反击一般有下列特征:1)多相故障一般是由直击引起;2)水平排列的中相或上三角排列的上相故障一般是由雷电反击引起;3)档中导地线之间雷击放电的,一般是雷电直击、反击引起。
雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。山区高压送电线路的绕击率约为平地高压送电线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距,这是线路耐雷水平的薄弱环节;一些地区雷电活动相对强烈,使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。雷电绕击导线引起绝缘闪络对应的雷电流幅值较小,如500kV线路绕击耐雷水平为22～24kA,220kV线路为12～14kA,110kV线路为5.5～7kA。雷电绕击故障一般有下列特征:1)雷电绕击一般只引起单相故障;2)导线上非线夹部位有烧融痕迹(有斑点或结瘤现象或导线雷击断股)的,一般是雷电绕击引起;3)水平排列的中相或上三角排列的上相导线一般不可能雷电绕击跳闸;4)水平或上三角排列的边相或鼓形排列的中相有可能雷电绕击;5)雷电绕击电流与导线保护角和杆塔高度有关,当雷电流幅值较大时,绕击的可能性较小。
对于雷电反击故障,降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效,对于雷电绕击故障,减小避雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。
3输电线路防雷措施分析
高压送电线路各种防雷措施都有其针对性。现对生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施简述如下:
安装避雷器。避雷线的架设在一定程度上降低了导线上的感应过电压,但不是完全消除,这就要求安装避雷器来将雷电流泄放到大地,从而限制过电压,保障输电线路及设备的安全。未沿全线架设避雷线的35kV～110kV架空输电线路,应在变电所1km～2km的进线段架设避雷线。此外,发电厂、变电所的35kV及以上电缆进线段,在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器,连接电缆段的1km架空线路应架设避雷线。
要降低杆塔的接地电阻。对于平原地带的杆塔来说,任何一根杆塔都要配备接地装置,并且要与避雷线连接,来提高输电线路防雷的可靠性和实用性;对于一般高度的杆塔来说,为了提高线路耐雷水平与降低雷击跳闸率,降低杆塔冲击接地电阻是最有效和经济的方法,还要对同一条线路进行逐段改造,把邻近杆塔接地连接,来降低相邻杆塔的接地电阻,并将杆塔延伸至周边土壤电阻率较低的地方;对于山区地带的杆塔来说,通常在四个杆塔的底部应用打深井加降阻剂或采用长的辐射地线,来增加土壤与地线的接触面积使电阻率降低,实现输电线路的防雷。
加强绝缘和采用不平衡绝缘方式。在雷电活动强烈地段、大跨越高杆塔及进线段,应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多,塔顶电位高,感应过电压大,受绕击的概率也较大,通过适当增加绝缘子片数,增大导线和避雷线间的距离,达到加强绝缘的目的。规程规定:全高超过40m的有地线杆塔,每增高10m应增加一片绝缘子。随着同杆塔架设双回线路的不断出现,当普通的防雷措施不能满足要求时,采用不平衡绝缘方式可避免双回线路在遭受雷击时同时跳闸。其原理是两回路的绝缘子片数不同,遇到雷击情况时,绝缘子片数少的一回路先闪络,闪络后的导线相当于避雷线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不发生闪络,保持连续供电。
装设自动重合闸装置。由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计,我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%～95%,35kV及以下的线路成功率约为50%～80%。因此,各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。信息请登陆:输配电设备网。
加强雷电监测,消除设备隐患。雷击闪络中单相闪络机会最多,闪络地点也是一基杆塔比较多见,但有时也有连续几基同时闪络,或相隔几基闪络的。所以,故障巡查时,不能只查到一个故障点就结束故障巡视,而应把全区段查完。
4输电线路的维护
应該对输电线路进行实时的管理与检修。为了防止雷击跳闸停电,在防雷技术上应多做研究,输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能,降低线路的雷击跳闸率,还有就是对防雷设备的接地情况进行检察,还应根据地形条件和气候条件等综合考虑运行方式;从实际出发实行输电线路状态检修是电网发展的必然要求,也是输电线路管理水平不断提高的需要,如增加巡视站,清理线路旁的树枝等;应该尽量避免电能在输电网中的损耗,电力网在实际运行中可能由于带电设备绝缘不良而有漏电损耗。这种损耗可以通过加强电力网的维护工作来降低,维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管等;应综合考虑系统的运行方式、防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率,还要根据线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、清理线路周围的不利因素、加装线路避雷器和接地电阻监测等措施,以降低雷电天气对输电线路造成的危害。
5结束语
随着科技发展,生产和生活用电量越来越大,电已经成为最重要的资源之一,如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中,如何防雷显得十分重要,防雷击术的研究已经取得了很大的发展,线路防雷的保护措施会越来越多。在实际中,输电线路的防雷保护是一个系统工程,需要因地制宜,根据不同区域的地形地貌和气候特点,合理地选择防雷保护措施。输电线路的管理和检修也是必不可少的,输电线路不同于一般的设备,它覆盖范围广,而且大部分在室外,只要有任何一处损毁,就会影响到一个系统,所以线路的检修和管理是影响供电稳定性的重要环节。
关键词防雷;类型;措施;杆塔;接地
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)101-0088-01
在电网建设中,电力输送过程中往往会存在着很多问题,防雷接地技术就是其中一方面,由于输电线路点多面广,长年运行于慌郊野外,其运行状况极易受自然、地形、气候、环境的影响,每年雷雨季节,输电线路都不同程度地被雷击,线路受雷击后,极易引起输电线路跳闸,轻则导致对用户的少送电、损坏供电设备;重则者会引发电网事故,造成更大的损失。而杆塔接地装置作为输电线路的重要组成部分,其作用是确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。随着经济的发展,对输电线路供电可靠性的要求越来越高。
1输电线路杆塔接地技术
在电气设备和高层建筑物的防雷保护中,为了减小雷电流通过时的地电位升高,以及改善地面的电位分布,防止雷击时地面出现危险的跨步电压及接触电压,都必须设置冲击接地装置。
由于杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分,是接地体和接地引下线的总称,接地电阻是指接地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻的总和。其作用是确保雷电流可靠泄入大地,保护线路设备绝缘,减少线路雷击跳闸率,提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。对输电线路杆塔接地装置进行规范管理和维护,确保接地装置完整性是降低输电线路雷击跳闸率的有效措施,降低接地装置接地电阻是提高线路耐雷水平的主要措施。
2雷击的几种类型(直击、反击、绕击)的成因以及原因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时,雷电电流流过塔体和接地体,使杆塔电位升高,同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值,导线与杆塔之间就会发生闪络,这种闪络就是反击闪络。雷电直击、反击跳闸一般雷电流较大,如500kV典型杆塔反击耐雷水平可达125～175kA,220kV典型杆塔为75～110kA,110kV典型杆塔为40～75kA。雷电反击一般有下列特征:1)多相故障一般是由直击引起;2)水平排列的中相或上三角排列的上相故障一般是由雷电反击引起;3)档中导地线之间雷击放电的,一般是雷电直击、反击引起。
雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。山区高压送电线路的绕击率约为平地高压送电线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距,这是线路耐雷水平的薄弱环节;一些地区雷电活动相对强烈,使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。雷电绕击导线引起绝缘闪络对应的雷电流幅值较小,如500kV线路绕击耐雷水平为22～24kA,220kV线路为12～14kA,110kV线路为5.5～7kA。雷电绕击故障一般有下列特征:1)雷电绕击一般只引起单相故障;2)导线上非线夹部位有烧融痕迹(有斑点或结瘤现象或导线雷击断股)的,一般是雷电绕击引起;3)水平排列的中相或上三角排列的上相导线一般不可能雷电绕击跳闸;4)水平或上三角排列的边相或鼓形排列的中相有可能雷电绕击;5)雷电绕击电流与导线保护角和杆塔高度有关,当雷电流幅值较大时,绕击的可能性较小。
对于雷电反击故障,降低接地电阻、加强线路绝缘、加装耦合地线、安装线路避雷器比较有效,对于雷电绕击故障,减小避雷线保护角、安装线路避雷器、加装耦合地线比较有效。
3输电线路防雷措施分析
高压送电线路各种防雷措施都有其针对性。现对生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施简述如下:
安装避雷器。避雷线的架设在一定程度上降低了导线上的感应过电压,但不是完全消除,这就要求安装避雷器来将雷电流泄放到大地,从而限制过电压,保障输电线路及设备的安全。未沿全线架设避雷线的35kV～110kV架空输电线路,应在变电所1km～2km的进线段架设避雷线。此外,发电厂、变电所的35kV及以上电缆进线段,在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器,连接电缆段的1km架空线路应架设避雷线。
要降低杆塔的接地电阻。对于平原地带的杆塔来说,任何一根杆塔都要配备接地装置,并且要与避雷线连接,来提高输电线路防雷的可靠性和实用性;对于一般高度的杆塔来说,为了提高线路耐雷水平与降低雷击跳闸率,降低杆塔冲击接地电阻是最有效和经济的方法,还要对同一条线路进行逐段改造,把邻近杆塔接地连接,来降低相邻杆塔的接地电阻,并将杆塔延伸至周边土壤电阻率较低的地方;对于山区地带的杆塔来说,通常在四个杆塔的底部应用打深井加降阻剂或采用长的辐射地线,来增加土壤与地线的接触面积使电阻率降低,实现输电线路的防雷。
加强绝缘和采用不平衡绝缘方式。在雷电活动强烈地段、大跨越高杆塔及进线段,应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多,塔顶电位高,感应过电压大,受绕击的概率也较大,通过适当增加绝缘子片数,增大导线和避雷线间的距离,达到加强绝缘的目的。规程规定:全高超过40m的有地线杆塔,每增高10m应增加一片绝缘子。随着同杆塔架设双回线路的不断出现,当普通的防雷措施不能满足要求时,采用不平衡绝缘方式可避免双回线路在遭受雷击时同时跳闸。其原理是两回路的绝缘子片数不同,遇到雷击情况时,绝缘子片数少的一回路先闪络,闪络后的导线相当于避雷线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不发生闪络,保持连续供电。
装设自动重合闸装置。由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计,我国110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75%～95%,35kV及以下的线路成功率约为50%～80%。因此,各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。信息请登陆:输配电设备网。
加强雷电监测,消除设备隐患。雷击闪络中单相闪络机会最多,闪络地点也是一基杆塔比较多见,但有时也有连续几基同时闪络,或相隔几基闪络的。所以,故障巡查时,不能只查到一个故障点就结束故障巡视,而应把全区段查完。
4输电线路的维护
应該对输电线路进行实时的管理与检修。为了防止雷击跳闸停电,在防雷技术上应多做研究,输电线路防雷设计的目的是提高线路的防雷性能,降低线路的雷击跳闸率,还有就是对防雷设备的接地情况进行检察,还应根据地形条件和气候条件等综合考虑运行方式;从实际出发实行输电线路状态检修是电网发展的必然要求,也是输电线路管理水平不断提高的需要,如增加巡视站,清理线路旁的树枝等;应该尽量避免电能在输电网中的损耗,电力网在实际运行中可能由于带电设备绝缘不良而有漏电损耗。这种损耗可以通过加强电力网的维护工作来降低,维护工作主要是定期清扫线路、变压器、断路器等的绝缘子和绝缘套管等;应综合考虑系统的运行方式、防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率,还要根据线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、清理线路周围的不利因素、加装线路避雷器和接地电阻监测等措施,以降低雷电天气对输电线路造成的危害。
5结束语
随着科技发展,生产和生活用电量越来越大,电已经成为最重要的资源之一,如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。在电力输送过程中,如何防雷显得十分重要,防雷击术的研究已经取得了很大的发展,线路防雷的保护措施会越来越多。在实际中,输电线路的防雷保护是一个系统工程,需要因地制宜,根据不同区域的地形地貌和气候特点,合理地选择防雷保护措施。输电线路的管理和检修也是必不可少的,输电线路不同于一般的设备,它覆盖范围广,而且大部分在室外,只要有任何一处损毁,就会影响到一个系统,所以线路的检修和管理是影响供电稳定性的重要环节。