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摘要:输电线路在供电系统中具有至关重要的作用,在一定程度上影响电力系统的运行情况,为了保证供电系统的安全运行,防止高压输电线路雷击事故的发生,相关的工作人员首先要对雷击事故发生的原因进行分析。本文基于浅析架空电力线路防雷与接地展开论述。
关键词:架空;电力线路;防雷与接地
中图分类号:TM863 文献标识码:A
引言
根据实际情况,采取降低接地电阻的阻值、合理运用不平衡的绝缘方式、事先摆放负角保护针和电棒,对避雷针进行有效的掌控、避雷线的架设等措施来提高高压输电线路的耐雷水平,有效的降低雷击对高压输电线路所造成的影响,进而为电力系统的正常运行提供保障,促进我国电力企业的良好发展。
1关于加强架空线路的防雷技术的必要性
配网10kv架空线路的防雷技术的开发,首要要了解的是雷电是如何产生的。闪电是在气流作用下在大气层或大气中发生的异质电荷的累积,导致某处被破坏。电荷中和会产生声音,光线和电力的强烈物理现象。这种放电过程会产生强烈的闪电和响亮的声音,这通常被称为“电雷电”。基于常识和相关信息,我们发现有四种主要类型的雷声:直接雷击,球形闪电,感应雷电和雷电入侵波。直击雷就是雷电与地面、树木、铁塔或其它建筑物等直接放电形成的。这雷击的能量很大,雷击后一般会留下烧焦、坑洞,突出部分削掉等痕迹。球雷就是一种紫色或灰紫色的滾动雷,它能沿地面滚动或空中飘动,能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内,遇到人体或物体容易发生爆炸。感应雷则是是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时,由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声,并不意味着没有雷击。而雷电侵入波则是雷电发生时,雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压,冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散,以致造成危害。雷电流放电电流大,振幅高达数十至数百千安培。放电的时间极短,大约只有50~100us。波头的陡峭陡度高达50kA/s,是一种高频冲击波。雷电感应所产生的电压可高达300~500KV。放电时产生的温度达到2000k。因此,当雷电流流过建筑物,例如架空线路时,被击打建筑物的间隙中的气体被剧烈地扩展。水被完全蒸发,造成受损建筑物的损坏或破裂甚至毁坏,从而对人类和动物及设备造成伤害。
2架空线路雷击过电压原理分析
架空线路常见雷击过电压主要包括感应雷过电压和直击雷过电压。其中,感应雷过电压主要是雷电集中架空线路周边时,电磁感应作用在导线上产生的过电压;直击雷过电压主要是雷电击中线路杆塔和导线时,导致的架空线路过电压。根据实证研究可知,感应雷过电压只会威胁小于35kV以下的架空线路,直击雷过电压会严重危害架空线路的安全稳定运行。根据雷击架空线路部位的不同,可将直击雷过电压分为两种情况。第一,雷电击中线路避雷线或者杆塔时,雷电流利用雷击点使该点对地电位上升,导致导线与雷击点之间存在电位差。当该电位差大于线路绝缘水平时,就会产生冲击放电电压,导致导线出现闪络问题。雷电流作用下,避雷线或者杆塔电位有效值显著大于导线,会产生反击冲击破坏。第二,雷击架空线路时,雷击绕组会直接作用于导线,使其产生过电压情况。反击和绕击的雷击部位和原理差别较大。线路规划运维期间,需结合工程实际选择不同的技术措施,以加强线路防雷效果。
3架空线路综合防雷技术
3.1设置避雷针
在进行架空线路防雷电工作开展时,需要将避雷针进行架设,其在防雷措施工作中是尤为重要的,能够对雷电进行的有效防治,避免其从塔杆流入线路,减少电流量。同时,其应用还能够有效屏蔽导线耦合作用。在实际的发展过程中,如果其架空线路存在电压过高的问题,则也可以将避雷针进行应用,从而有效实现对问题的解决。与此同时,就这种避雷针来说,其价格相对便宜,对应的安装成本相对较低,具有较高的实用性,将其进行安装,能够有效减少雷电绕击的发生率。但是在实际安装过程中,需要将其避雷针的线路间距问题进行深入考虑,适当提高其杆塔的高度。
3.2避雷线的架设
在高压输电线路的防雷措施中,避雷线的架设是其最重要的举措,对避雷线进行科学合理的架设可以有效的避免雷击事故对高压输电线路所造成的损害。在架设避雷线时,首先要对周围的情况进行调查,如果该地区较为空旷,在雷击事故发生时就会加大雷电击中电线的几率,所以工作人员重点应该在空旷地区对避雷线进行架设。相较于没有安装避雷线的高压输电路,跳闸现象时有发生,进而造成高压输电线路绝缘层的损毁,但是安装避雷线之后,高压输电线路就可以降低跳闸现象发生的几率,并且也不会损毁该高压输电线路的绝缘层,由此可见,避雷线的架设可以对高压输电线路的绝缘层进行保护,从而有效的提高高压输电线路的耐雷水平。
3.3提升架空线路绝缘水平
按照相关规定,地区海拔低于1km,架空线路悬垂绝缘子串中的绝缘子数量为8片。若全线高度大于38m且属于大跨越档距的线路,则需按照高度增加绝缘子。为降低架空线路雷击伤害,需在路线易受雷电侵害的部位配置绝缘子。对于多次遭受雷击伤害的杆塔,则需适当增加绝缘子数量,以显著提升架空线路绝缘能力。此外,按照工程实际情况适当增加耐张杆塔绝缘子数量。若线路布设在山顶,则应增加2片绝缘子,以提高杆塔耐雷水平,提升线路运行安全性。
4防雷线路的接地设计
4.1在塔杆方面
首先,需要对线进行选择,这就需要从实际情况进行入手,对架空线路的实际布设情况进行了解,并对雷电的发生概率进行评估,尽量选择一些累计发生率相对较低的地段进行设计,从而将其设计的合理性和安全性进行有效增强。同时,在具体设计工作中,还需要加强勘察和测量工作的实施力度,要能够在对这些勘察数据进行掌握的基础上,将工程所需要的数据进行计算,从而促进设计方案的合理性。
4.2加强接地测试,提升耐雷水平
供电部门要紧紧围绕输电线路防雷,做好统一部署、周密安排,稳步推进电网防雷、防汛、抗旱等工作。同时,测试防雷接地的效果,维持防雷稳定性。对配网进行有针对性地防雷接地整改,运用加装氧化锌避雷器、装设放电间隙、改造不符合要求的接地电阻与替换瓷瓶绝缘子等方法,将线路的耐雷水平不断提高。
结束语
综上所述,架空电力线路会受到内外部因素的影响,雷电是影响线路运行的重要外部因素,例如随着雷电现象的发生是电磁感应现象。这些电磁感应会使架空电力线路形成电磁场,间接导致传电流的增加,伴随着高热效应,对线路造成无法修复的危害。因此,在架空电力线路中应用防雷技术是非常必要的。虽然人们并不能阻止雷电现象的发生,但是人们采用先进的技术可以找出雷电发生的规律,并且提高架空电力线路的防雷水平,从而尽量降低雷击负面影响,确保整个电力系统的安全稳定运行。
参考文献:
[1]孙圣帅,张廷波,芦毅,段有重.输电线路防雷接地措施的重要性及改进方法[J].山东工业技术,2019(01):172.
[2]樊志超,赵瑞东.220kV高压输电线路防雷接地技术的相关研究[J].通信电源技术,2018,35(10):53-54.
[3]魏志男,杜月明.配电线路防雷接地工程施工技术分析[J].黑龙江科学,2018,9(18):106-107.
[4]方健辉.10千伏线路防雷与接地的措施研究[J].科技风,2017(26):159.
[5]杨海山,石瑞玲,马永红.架空电力线路防雷与接地技术探究[J].中国房地产业,2015(09):158.
(作者单位:国网山东省电力公司单县供电公司)
关键词:架空;电力线路;防雷与接地
中图分类号:TM863 文献标识码:A
引言
根据实际情况,采取降低接地电阻的阻值、合理运用不平衡的绝缘方式、事先摆放负角保护针和电棒,对避雷针进行有效的掌控、避雷线的架设等措施来提高高压输电线路的耐雷水平,有效的降低雷击对高压输电线路所造成的影响,进而为电力系统的正常运行提供保障,促进我国电力企业的良好发展。
1关于加强架空线路的防雷技术的必要性
配网10kv架空线路的防雷技术的开发,首要要了解的是雷电是如何产生的。闪电是在气流作用下在大气层或大气中发生的异质电荷的累积,导致某处被破坏。电荷中和会产生声音,光线和电力的强烈物理现象。这种放电过程会产生强烈的闪电和响亮的声音,这通常被称为“电雷电”。基于常识和相关信息,我们发现有四种主要类型的雷声:直接雷击,球形闪电,感应雷电和雷电入侵波。直击雷就是雷电与地面、树木、铁塔或其它建筑物等直接放电形成的。这雷击的能量很大,雷击后一般会留下烧焦、坑洞,突出部分削掉等痕迹。球雷就是一种紫色或灰紫色的滾动雷,它能沿地面滚动或空中飘动,能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内,遇到人体或物体容易发生爆炸。感应雷则是是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时,由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声,并不意味着没有雷击。而雷电侵入波则是雷电发生时,雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压,冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散,以致造成危害。雷电流放电电流大,振幅高达数十至数百千安培。放电的时间极短,大约只有50~100us。波头的陡峭陡度高达50kA/s,是一种高频冲击波。雷电感应所产生的电压可高达300~500KV。放电时产生的温度达到2000k。因此,当雷电流流过建筑物,例如架空线路时,被击打建筑物的间隙中的气体被剧烈地扩展。水被完全蒸发,造成受损建筑物的损坏或破裂甚至毁坏,从而对人类和动物及设备造成伤害。
2架空线路雷击过电压原理分析
架空线路常见雷击过电压主要包括感应雷过电压和直击雷过电压。其中,感应雷过电压主要是雷电集中架空线路周边时,电磁感应作用在导线上产生的过电压;直击雷过电压主要是雷电击中线路杆塔和导线时,导致的架空线路过电压。根据实证研究可知,感应雷过电压只会威胁小于35kV以下的架空线路,直击雷过电压会严重危害架空线路的安全稳定运行。根据雷击架空线路部位的不同,可将直击雷过电压分为两种情况。第一,雷电击中线路避雷线或者杆塔时,雷电流利用雷击点使该点对地电位上升,导致导线与雷击点之间存在电位差。当该电位差大于线路绝缘水平时,就会产生冲击放电电压,导致导线出现闪络问题。雷电流作用下,避雷线或者杆塔电位有效值显著大于导线,会产生反击冲击破坏。第二,雷击架空线路时,雷击绕组会直接作用于导线,使其产生过电压情况。反击和绕击的雷击部位和原理差别较大。线路规划运维期间,需结合工程实际选择不同的技术措施,以加强线路防雷效果。
3架空线路综合防雷技术
3.1设置避雷针
在进行架空线路防雷电工作开展时,需要将避雷针进行架设,其在防雷措施工作中是尤为重要的,能够对雷电进行的有效防治,避免其从塔杆流入线路,减少电流量。同时,其应用还能够有效屏蔽导线耦合作用。在实际的发展过程中,如果其架空线路存在电压过高的问题,则也可以将避雷针进行应用,从而有效实现对问题的解决。与此同时,就这种避雷针来说,其价格相对便宜,对应的安装成本相对较低,具有较高的实用性,将其进行安装,能够有效减少雷电绕击的发生率。但是在实际安装过程中,需要将其避雷针的线路间距问题进行深入考虑,适当提高其杆塔的高度。
3.2避雷线的架设
在高压输电线路的防雷措施中,避雷线的架设是其最重要的举措,对避雷线进行科学合理的架设可以有效的避免雷击事故对高压输电线路所造成的损害。在架设避雷线时,首先要对周围的情况进行调查,如果该地区较为空旷,在雷击事故发生时就会加大雷电击中电线的几率,所以工作人员重点应该在空旷地区对避雷线进行架设。相较于没有安装避雷线的高压输电路,跳闸现象时有发生,进而造成高压输电线路绝缘层的损毁,但是安装避雷线之后,高压输电线路就可以降低跳闸现象发生的几率,并且也不会损毁该高压输电线路的绝缘层,由此可见,避雷线的架设可以对高压输电线路的绝缘层进行保护,从而有效的提高高压输电线路的耐雷水平。
3.3提升架空线路绝缘水平
按照相关规定,地区海拔低于1km,架空线路悬垂绝缘子串中的绝缘子数量为8片。若全线高度大于38m且属于大跨越档距的线路,则需按照高度增加绝缘子。为降低架空线路雷击伤害,需在路线易受雷电侵害的部位配置绝缘子。对于多次遭受雷击伤害的杆塔,则需适当增加绝缘子数量,以显著提升架空线路绝缘能力。此外,按照工程实际情况适当增加耐张杆塔绝缘子数量。若线路布设在山顶,则应增加2片绝缘子,以提高杆塔耐雷水平,提升线路运行安全性。
4防雷线路的接地设计
4.1在塔杆方面
首先,需要对线进行选择,这就需要从实际情况进行入手,对架空线路的实际布设情况进行了解,并对雷电的发生概率进行评估,尽量选择一些累计发生率相对较低的地段进行设计,从而将其设计的合理性和安全性进行有效增强。同时,在具体设计工作中,还需要加强勘察和测量工作的实施力度,要能够在对这些勘察数据进行掌握的基础上,将工程所需要的数据进行计算,从而促进设计方案的合理性。
4.2加强接地测试,提升耐雷水平
供电部门要紧紧围绕输电线路防雷,做好统一部署、周密安排,稳步推进电网防雷、防汛、抗旱等工作。同时,测试防雷接地的效果,维持防雷稳定性。对配网进行有针对性地防雷接地整改,运用加装氧化锌避雷器、装设放电间隙、改造不符合要求的接地电阻与替换瓷瓶绝缘子等方法,将线路的耐雷水平不断提高。
结束语
综上所述,架空电力线路会受到内外部因素的影响,雷电是影响线路运行的重要外部因素,例如随着雷电现象的发生是电磁感应现象。这些电磁感应会使架空电力线路形成电磁场,间接导致传电流的增加,伴随着高热效应,对线路造成无法修复的危害。因此,在架空电力线路中应用防雷技术是非常必要的。虽然人们并不能阻止雷电现象的发生,但是人们采用先进的技术可以找出雷电发生的规律,并且提高架空电力线路的防雷水平,从而尽量降低雷击负面影响,确保整个电力系统的安全稳定运行。
参考文献:
[1]孙圣帅,张廷波,芦毅,段有重.输电线路防雷接地措施的重要性及改进方法[J].山东工业技术,2019(01):172.
[2]樊志超,赵瑞东.220kV高压输电线路防雷接地技术的相关研究[J].通信电源技术,2018,35(10):53-54.
[3]魏志男,杜月明.配电线路防雷接地工程施工技术分析[J].黑龙江科学,2018,9(18):106-107.
[4]方健辉.10千伏线路防雷与接地的措施研究[J].科技风,2017(26):159.
[5]杨海山,石瑞玲,马永红.架空电力线路防雷与接地技术探究[J].中国房地产业,2015(09):158.
(作者单位:国网山东省电力公司单县供电公司)