高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合初探

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   摘    要:电力的作用主要体现在推动经济发展和保障居民生活的方面,雷电事故给电力输送在安全性方面带来的危害不容小觑。本文首先叙述了雷击的危害和目标,接下来又结合实际情况,提出了高压输电线路适用的防雷保护措施,例如,架设避雷线、将杆塔接地的电阻进行降低,最后围绕着“防雷保护措施所适用的绝缘配合”展开了探究,供有关人员参考。
   关键词:高压输电线路;防雷保护;绝缘配合
   中图分类号:TM862            文献标识码:A               文章编号:1004-7344(2019)03-0058-02
  引 言
   在诸多的自然灾害中,雷电给高压输电线路带来的影响,往往十分严重,这是高压输电线路所特有的性质决定的,发生雷电事故后,不仅会引起大面积的停电,还会给人们的生命、财产安全带来威胁,因此,防雷保护和绝缘配合对高压输电线路而言,具有十分重要的作用,只有对有关工作引起重视并加以落实,才能保证输电线路始终处于稳定的运行状态,电网运行的安全性自然也会随之提升,由此可以看出,本文所探究内容具有突出的现实意义。
  1  雷击的危害和目标
  1.1  雷击的危害
   雷击指的是通过带电云层与带异种电荷云层并进行迅猛放电所产生的闪电和巨大声音,危害主要体现在三个方面:①雷击较易导致严重的经济损失。虽然在大多数情况下,遭受雷电的直接袭击,不会导致高压输电线路面临着严重的经济损失,但是雷击带来的间接损失往往难以估计;②雷击的范围与面积正在逐渐增加。受传统观念影响,人们普遍认为雷击涉及的范围仅仅局限于建筑和电力领域,调查结果表明,现阶段,受灾范围已经由上述领域向计算机、金融证券等领域扩展;③雷击正在由传统的闪电直击、过电压波传输,向空间闪电所对应脉冲电磁场进行转变,也就是说,雷击正在由二位空间向三维空间入侵,由此而造成的伤害和损失难以估计[1]。
  1.2  雷击的目标
   较易遭到雷击的地点有以下几个:土壤电阻率存在明显差别的交界地段;稻田和山坡的交界地段;下水位较高或是湖沼等具有较小电阻率的地段。较易遭到雷击的建筑则满足以下特点:①位于旷野的独立建筑;②水塔、高楼、电视塔等建筑,这些建筑的高度普遍较高;③存在较多金属设备的厂房;其四,用来对废气、导电尘埃进行排出的管道或是厂房。
  2  高压输电线路适用的防雷保护措施
  2.1  避雷线的架设
   作为诸多防雷保护措施中较为常见的一种,架设避雷线的作用主要是防护雷电直击给高压输电线路带来的危害,从而达到防雷保护的效果,在对避雷线进行架设时,工作人员应当将避雷线与导线间的保护角固定在特定的数值范围内。另外,研究表明,架设避雷线的作用还体现在降低塔顶电位和减少闪络次数的方面,这样做能够使线路绝缘子串电压、导线感应电压有所降低,使屏蔽导线的目标成为现实。通过实践能够发现,与低压输电线路相比,高压输电线路通过架设避雷线的方式,所取得的防雷保护效果往往更加突出。
  2.2  防雷元器件的安装
  2.2.1  设计理念
   通过对我国电力部门近几年较常应用的防雷产品进行分类和归纳能够发现,绝缘线路复合柱式氧化锌防雷绝缘子的应用频率相对较高,该防雷产品在应用过程中也发挥了较为突出的作用,绝缘导线由于遭受雷击而出现断线的情况与之前相比明显减少,但是运行故障仍旧存在,例如,遭受到较强的雷击后,存在绝缘子内部的气体发生急剧膨胀,进而导致环氧筒被破坏,在日常检查的过程中,工作人员又较难发现上述故障的存在。因此,从配电网、客户群体所提出的需求出发,有关人员成功研制出了防爆防雷防断线的支柱绝缘子,该产品集避雷器和支柱绝缘子所具有的功能于一体,这从侧面表明其不仅具备优异的弯曲、机械负荷能力,还具备与避雷器相同的防雷保护作用,实践表明,将防爆防雷防断线的支柱绝缘子投入应用,能够在最大程度上提升高压配电线路在运行过程中具有的安全性[2]。
  2.2.2  安装要点
   防雷元器件的优点主要体现在以下方面:①由于电阻片无需承受长时间的工频续流,因此,老化速度减慢、使用寿命延长,高压输电线路具有的安全性自然随之提升;②高强度环氧筒的作用主要是强化自身负荷弯曲的能力,保证机械负载能力与普通的绝缘子持平,这样做,能够使避雷器与绝缘子所具有功能融为一体的目标得到实现,在提升高压输电线路美观性的基础上,减少防雷成本;接下来,工作人员在安装防雷元器件时,无需将绝缘导线外部绝缘层剥开,内部金属导线也就不會受到雨水的腐蚀;③从实际需求出发,对防护帽装置进行合理应用,能够起到省时省力的效果。除此之外,引弧棒还可以具有指示故障的作用,这是因为引弧棒上装有反光膜,即使在可视度较低的夜里,工作人员也能够对其进行观察。在安装防雷元器件时,以下内容需要工作人员引起重视:①在条件允许的情况下,工作人员可以利用顶部绑扎法对电缆进行固定,然后将保护卡罩分别压入相应的上端卡口;②安装防雷元器件的过程中,工作人员无需将绝缘导线外部绝缘层剥开;③工作人员在对支柱绝缘子进行安装时,应当尽量避免粗糙、坚硬物件将硅橡胶伞群外部保护套划伤的情况出现,正常情况下,包装箱开箱工作,应当在安装现场完成;其四,只有将防雷元器件与地相接,才能保证其在防雷保护方面具有的作用得到应有的发挥。
  2.3  线路避雷器的安装
   在高压输电线路及杆塔上对线路避雷器进行安装(如图1),能够使雷电经过避雷针向地下、相邻杆塔进行传入,雷电流自然会被引向较为广阔的区域,由于雷电过于集中,导致高压输电线路出现故障的情况,因此而得到有效解决。在特定的条件下,线路避雷器能够分流超过安全值的雷电流,将大部分雷电流传入到导线和相邻杆塔,减轻过电压可能给杆塔带来的危害。在分流雷电流时,导线间存在的电磁感应,往往能够以导线和避雷线为依托,产生能够上升导线电位、降低电位差的耦合分量,绝缘子串较易出现的闪络现象随之消除,出现跳闸问题的几率有所下降。   2.4  将杆塔接地的电阻进行降低
   杆塔接地电阻给处于运行状态下的高压输电下路具有的安全性带来的影响往往十分直观,一旦出现接地电阻过大的情况,遭受到雷击的高压输电线路,其塔顶电位就会被拉升,随着线路和塔顶电位差值的不断加大,闪络、跳闸问题随之出现。如果将杆塔进行科学、有效的接地,雷击所产生电流的大部分都会被疏散到地下,高压输电线路具有的安全性自然得到保证,由此可见,将杆塔接地的电阻进行降低,不仅可以强化高压输电线路具有的耐雷水平,还能够使跳闸率得到有效降低[3]。可能影响电阻率的因素,不仅包括电阻设备还包括接线区域土壤的电阻率,因此,在确定接线区域时,工作人员应避开多石、高山等具有较高电阻率的区域,如果无法避免,则需要根据实际情况,增加埋设深度。
  3  防雷保护措施所适用的绝缘配合
   绝缘配合在减少雷击危害方面,同样具有十分重要的作用。首先应当明确什么是“绝缘配合”,绝缘配合指的是从设备所处环境和具体应用出发,对其电气绝缘特性加以选择,为电气设备具有的绝缘水平提高保证。对高压输电线路而言,绝缘配合指的是解决实际工程存在的诸多问题,例如,线路杆塔间隙放电、导线的相互配合与绝缘选择。施工前期,工作人员应当从以下角度出发,对绝缘配合加以考虑:①导线对地绝缘配合。以操作过电压、雷电过电压所提出的要求为依据,将导线对其间隔距离的最小允许值进行确定,该法同样适用于对导线和被跨越物的间隔距离的最小允许值进行确定;②导线与避雷线间的绝缘配合。以雷电过电压为依据,将避雷线和档距中央导线间存在的气隙距离进行确定;接下来,不同相导线间的绝缘配合。以正常运行的导线振荡和电压并计情况为依据,对不同相导线所对应间隔距离的最小值加以确定;③导线与杆塔间的绝缘配合。以工频电压、操作过电压和雷电过电压为依据,对绝缘子的型号和片数加以确定,在风速相同的条件下,将导线和杆塔间存在的气隙距离进行确定。
  4  结 论
   综上所述,由于我国地质、气候和地形均复杂多样,因此,在对高压输电线路进行铺设时,工作人员需要做到因地制宜,设计高压输电线路时,从所在地区的气候特征出发,着重统计并分析发生雷电灾害的几率,在此基础上,与电力需求相结合,完成线路防雷等级的经济、技术分析工作,只有做到这几点,才能够保证高压输电线路在运行过程中具备良好的安全性,希望文中讨论的内容可以在某些方面給工作人员以启发,为电力的高质量输送提供帮助。
  参考文献
  [1]向永康.分析高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合[J].通讯世界,2018(09):143~144.
  [2]李艳飞.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探究[J].无线互联科技,2017(19):8~9.
  [3]吴水清.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].科学之友,2013(10):41~42.
  收稿日期:2018-12-3
  作者简介:张 翔(1991-),男,汉族,湖南郴州人,助理工程师,本科,主要从事输电线路设计工作。
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