输电线路设计中的防雷措施及应用

输电线路设计中的防雷措施及应用

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【摘要】输电线路是电力系统的大动脉,它将巨大的电能输送到四面八方,是连接各个变电站、各重要用户的纽带。输电线路的安全运行,直接影响到了电网的稳定和向用户的可靠供电。因此,输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的地位,是实现“强电强网”的需要,也是向工农业生产、广大人民生活提供不间断电力的需要。

【关键词】输电线路;设计;防雷措施

1导言

输电线路作为电力系统的重要支柱,它的作用在于可以将巨大的电能传送到各个地区。输电线路与电网的运行息息相关,只有输电线路稳定运行,电网才能为各地的用户提供稳定的电能。但是据统计,每年由于雷电所引发的的电力事故占我国电力系统各类事故的比例很大。因此,我们应该从输电线路的设计出发探索避雷的有效措施,从技术上最大程度地减少雷害事故。

2输电线路的特点

电力运输的主要途径是输电线路,它的组成部分包括导线、杆塔、线路绝缘子、接地装置。客观条件下,由于输电线肯定会存在电阻,所以导线在传送电能过程中通常会损耗一部分的电能。为了减少电能的运输损耗,一般是将电力从发电厂输出后通过升压变压器进行升压,再通过断路器等保护设备,最后再接入输电线路,这种输送方式使得输电线路保持着高压性。目前我国通常运用的输电线路有两种,包括架空输电线路和电缆线路。输电线路分为直流输电线路和交流输电线路,相对来说,直流输电线路对技术的要求标准更高,同时造价费用也更高,因此交流输电线路在生活中更常见,占据了输电线路的主要地位。

3输电线路设计中的防雷措施

3.1安装合适的避雷器

当输电线路遭到雷击时就会发生线路跳闸事故,这样就会导致该地区的供电受到影响,进而影响当地居民的生产和生活。所以在进行输电线路的避雷时,应该安装相应的避雷器来抵御雷击事故。尤其是在雷击频繁的地区,更应该采取必要的措施来降低雷击带来的经济损失。在进行避雷线路的设计时可以将避雷针放置到高压输电线路上,这样当雷击产生时,避雷针就可以将设备受到的电流传输到地下,从而起到对输电线路的保护作用。

3.2采用负角或降低外边相避雷线的保护角

传统的线路防雷设计中,只需要根据设计的规定要求,杆塔需要满足避雷线保护角的要求就可以了,这就没有把外在的影响因素考虑进去,如山坡对防雷保护角的影响,使得杆塔防雷保护角无法满足防雷设计的实际需要,线路的闪络次数大幅增加,电网的安全运行受到很大的影响。由于山区输电线路主要是受到绕击雷的影响,因此在线路防雷保护角的设计时,建议用有效屏蔽角公式进行计算,对杆塔的有效保护角进行校验,这样在设计的时候就可以针对保护角的偏大等问题采取有效的措施进行预防,降低雷电绕击危害的概率。

3.3采用避雷线保护输电线路

在输电线路中铺设相应的避雷线能够起到很好的避雷效果,避雷线可以避免雷击带来的损失。当输电线路遭受雷击时,它可以将雷电转移到旁边的避雷线上,然后再将雷击电流通过塔杆以及接地设备传输到地面,从而降低了输电线路遭受雷击的概率。但是,在导线上部铺设避雷线时应该将避雷线直接接地,这样当雷击输电线路时,电流就可以直接通过避雷线传播到地下。在进行避雷线铺设时还应该考虑到当地自然环境以及发生雷电的天数,如果雷电发生的概率较大,在该地区最好采用双避雷线的铺设手段,这样能够有效地隔离雷电。

3.4做好相应的设备管理

要想增强输电线路的避雷功能,除了要应用专门的避雷设备,还应该加强对输电线路的管理。在建立完善的防雷技术规范和管理制度时,首先应该对施工现场的自然环境进行相应的考察,搜集和整理当地雷电发生的概率。其次要建立相应的管理制度,规范设计和施工人员的行为,提高避雷设施的建设质量,真正做好输电线路的防雷措施。第三,要不断完善防雷技术,强化防雷手段,在进行设计时要有针对性、可靠性从而来保障输电线路的安全,保障人们的正常生产和生活。第四,要加强对施工人员和相关设计人员的培训,提高他们的专业素质,在进行设备铺设时,能够针对问题采取合理的手段应对雷电问题。

3.5采用不平衡绝缘方式,加强绝缘

一般在山区地段或者是大跨越高杆塔及进线段的雷电活动比较强烈,因此应该在这些地方或部位增加绝缘子片数。主要原因是这些地方受地形因素的影响和有效高度的增加,受到雷击的概率比较大,而且塔顶的电位较高,感应到的过电压也比较大,常常受绕击雷的影响,在这些地方或部位增加绝缘子片数量,可以有效的增加避雷线与导线之间的距离,这样绝缘就会大大增强。一般增加绝缘子片数按照以下规定:如果有地线杆塔全高超过了40米,应该每增加10米就安装一个绝缘子。现阶段,同杆塔架设双回线路的设计不断增加,对于防雷技术也有了更高的要求,主要是针对双回路线路的防雷措施,目前,主要采用不平衡绝缘的方式解决雷击时候的跳闸问题。这种方式的工作原理主要根据双回路线路中的绝缘子片数的不同,在遇到雷击影响时,首先是绝缘子片数少的一边出现闪络,闪络的线路起到的作用是避雷线的作用,那么另一回路导线的耦合作用就增加,其耐雷击的水平也大大的提高,使得该线路不会发生闪络,这样供电就可以持续进行。

4输电线路运行中的防雷措施

科学、合理以及有效的对输电线路安全运行进行防雷保护,不但可以提升输电线路的自动化水平,而且对输电线路及时、可靠的供电有重要的意义。

4.1输电线路应架设耦合地线

输电线路架设耦合地线即架空地线。如果在输电线路的正常运行过程中发现易击区域,采取的措施就是在易击区域的导线周围以外的区域架空地线,使输电线路遭受雷击时将雷电流进行耦合或者是分流,极大的减少对杆塔的耐压,进而提升对输电线路的防雷需求。

4.2输电线路应该安装自动重合闸设备

一般来说,雷击的时间是非常短的,输电线路遭受雷击导致跳闸所形成的闪络性故障会自动消失,相反不会导致长期性的故障。所以为了供电的可靠性,输电线路在设计时,应将线路自动重合闸和线路继电保护联系起来,即使是遭受雷电发生跳闸事故,自动重合闸会自动的恢复线路供电,进一步提升了输电线路的可靠性。

4.3输电线路设计时应该架空避雷针

在输电线路的架设时,为了避免雷电破坏输电线路的安全、稳定的运行,整个输电线路在架设时都应用避雷线,不但能有效的避免直击雷,而且还能够对雷电流进行分流,极大的降低了雷电流进入大地的电流值,同时减少了杆塔接地处的电流值,避免了出现雷电反击事故。

4.4输电线路应该减少杆塔接地电阻以及安装可控放电避雷针

在输电线路中针对反击雷,应该减少杆塔接地电阻以便提升输电线路的耐压能力,减少输电线路跳闸事故的发生。而为了减少雷电绕击,就需要增大输电线路的保护角,从而扩大了雷电的防护区域,减少了输电线路发生绕击的次数,对输电线路的全面防雷维护有积极的作用。

5结语

由于我国电力分布的不均衡,为确保国民经济均衡发展,一直以来我国十分关注和重视输电线路的建设。为了加快我国电力事业稳定迅速发展,输电线路的设计必须要全面考虑各种因素,保证输电线路安全、可靠、稳定、长期运行同时做好避雷设施。

参考文献

[1]谷山强,陈家宏,陈维江,李晓岚,童雪芳,张瑞.输电线路防雷性能时空差异化评估方法[J].高电压技术.2009(02)

[2]甘德辉.架空输电线路的防雷[J].农村电气化.2002(02).

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