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摘 要：在电力系统工作中,输电线路的运行与维护是占相当大比重的.而在输电线路的运行与维护中,对于其线路的防雷控制则是关键的一环.目前来说,随着电力输电线路的全面普及与技术的不断深化,在其防雷措施的手段上也不断得以改进.笔者借本文对电力输电线路的防雷问题进行相关探讨并提出若干建议.
关 键 词：电力输电线路；防雷；措施；建议
一、电力输电线路防雷工作
作为组成电网与电力系统的关键环节,输电线路在运行时是处于室外环境的.那么相应的也就会受到自然条件与气候的影响.而这其中,对输电线路运行影响最大的则是雷击.一般由于输电线路所处的地理条件都是高山区、旷野区、丘陵等地段,这些地段输电线路的分布点多线长,受到雷击的可能性也就越大.经过相关研究,当雷击中输电线路时,其过电压造成整个线路发生闪络,进而变成稳定的工频电压,最后造成线路跳闸和供电中断.基于此,要想做好输电线路的防雷工作,那么可以从以下几方面入手：
首先应做好输电线路对于直击雷的防范,以从根源上减少由于雷击造成对线路的损害.
其次是做好受雷击后的线路保护,控制其不发生闪络现象.
再次是防止闪络发生后的建弧,也就是防止工频电弧的稳定.
最后就是如何做好保证供电的工作,防止由于雷击而中断电力供应.
二、电力输电线路防雷措施
1.避雷线
作为最基本的配备,对电力输电线路进行避雷线的架设是最有效的防雷措施.避雷线可以最有效地避免雷的直击.而且可以通过对雷电流的分流来达到减少流经杆塔电流的作用,也就达到了降低塔顶电位的作用.另一方面,由于对输电线路导线的耦合与屏蔽作用,不仅可以有效减少输电线路绝缘子电压,同时还可以减少导线上感应过电压.在实际应用中,对于避雷线的选择是基于其输电线路自身电压的.基本线路越高,那么其避雷线的防直击雷效果也就越好,其避雷效果摊平到整个输电线路投资中去的性价比也就越高.所以,目前只要是110kv以上的输电线路都要求全线配置避雷线.另外,在实际安装过程中,为了提高避雷线对导线的保护作用,在进行导线保护角设置时,其角度范围应取20～30度之间.特别是对于500kv以上的超高压与特高压输电线路,为了提高其避雷效果,应增设双避雷线,且其保护角区间保持在15度上下.只有这样才能达到提高避雷线对输电线路的屏蔽效果,全面减少绕击中率的作用.
2.避雷针
在实际应用中,对于电力输电线路进行避雷针的安装也是常见的防雷手段.但由于避雷针在实际情况下的表现,其达到的防雷保护区域小,且可能引起增加雷击机率的反作用.所以在进行电力输电线路的避雷针安装时,考虑到其引雷作用会提高雷击机率,造成输电线路的破坏,在安装时,应全面考虑到雷电引到针上的作用.也就是当雷电带来的高频电流通过避雷针进入接地引下线时,引线与避雷针的电压会非常高,此时如果输电线路与这两者距离未达到安全距离时,就会直接造成雷电对输电线路的反击.所以不仅要严格执行国家标准,保证避雷针与输电线路安全距离大于15米,且还要保证输电线路的接电装置地中距离大于3米,才能防范雷电对于输电线路的反击.
3.线路绝缘
从原理上讲述,输电线路的自身绝缘性越强,那么其防雷效果与保护作用也就越明显.所以对输电线路做好线路绝缘是防雷的重要选择.在实际情况下,如果输电线路出现大跨越高杆塔此类设备时,杆塔落雷的机率就非常高了.这是由于此此的塔顶电位很高,其感应过电压相应增大,绕击率提高,那么其受到雷击的可能性就非常大了.此时,通过增加大跨越高杆塔,如跨河杆塔等上绝缘子串片数可以达到提高输电线路绝缘的作用.其根据实际情况,对于35kv及以下的线路可以选用瓷横担等绝缘子来降低雷击可能性.瓷横担对于冲击闪络电压的能力较强,对于此类大跨越高杆塔线路绝缘效果提升作用显著.
4.差绝缘
在电力输电线路中,对于中性点不接地与经消弧线圈接地此类系统,特别是三角形排列的输电导线可以采用差绝缘进行防雷.其工作原理是通过设置同一基杆塔上的三相绝缘差,把下面两相各增加一片绝缘子,当遇到雷击时,上导线的绝缘效果差,先被击穿,这时雷电流通过杆塔流入地面,也就避开了两相闪络的发生,达到了保护输电线路的作用.在实际应用中经过统计,差绝缘应用于35kv线路时,事故率直线下降,且电力线路的耐雷水平提高24%.
5.不平衡绝缘
随着居民用电与工业用电的不断增长,现代电力输电线路的高压与超高压线路越来越多.那么同一杆塔上设置双回线路的情况也越来越多.由于常见的防雷措施对于此类线路的保护作用存在不足,那么可以应用不平衡绝缘的方式来降低双回路雷击的跳闸同步率,达到保证输电线路安全运行的目的.其工作原理是通过在双回路上设置不同数目的绝缘片子串,绝缘度低的在遭遇雷击进会先被击穿,发生闪络后的导线起到地线的作用,此时另一回路的输电线路耦合作用被提高,也就达到了保证一方供电持续,提高了线路的耐雷水平.
6.耦合地埋线
对于耦合地埋线而言,其在防雷上的作用一方面是降低了接地电阻,另一方面是起到了类似于避雷线的分流作用与耦合作用.一般来说,实际应用中安装了电力输电线路的耦合地埋线10年只发生遭到一次雷击,且跳闸率降到了40%.
7负角保护针与预放
对于负角保护针而言,与预防一起安装时其防雷作用最为明显.特别是对于山区丘陵地带,预防自身可以达到减少导线与地线间距离,提高耦合系统,提高雷电电流对杆塔的分流率,进而达到保护输电线路的目标.负角保护针的作用类似于避雷针,其屏蔽作用与减少临界击距的效果可以有效配合预放作用,达到防雷的目的.且由于其安装与设置操作简单,维护与运行方便快捷,具有性价比高的优势.
8.消雷器
消雷器是一种新型的随击雷防护装置,其工作原理还有一定争议,但其作用在实际防雷表现中还是具有很好的应用效果.安装后,不仅可以有效减少雷击机率,且其安装时对于接地电阻的要求不高,保护面积与大于避雷针.
9.接地降阻剂
接地降阻剂是近几年来比较热门的防雷手段,但在实际应用中,由于其自身的性质,使用的时间越久,其接地电阻的下降率越快.另一方面,由于接地电阻剂的PH值一般在7.6～8.5之间,也就是中性偏碱,这种钝化的保护作用对于接地体却会产生腐蚀.且其接地电阻剂使用得越久,对于接地体的腐蚀也就越严重.所以在应用时,应注意这方面的观察与控制.
10.中性点非有效接地方式
对于35kv及以下的输电线路而言,采用中性点不接地或者经消弧线圈接地的方法可以在输电线路遭受雷击时有效地达到自动消除单相接地故障.这也就意味着,采用中性点非有效接地方式可以避免雷击后引起的短路与线路跳闸现象.与二相或者三相落雷相比,采用中性点非有效接地方式可以增加分流与末闪络相的耦合作用,提高输电线路的耐雷水平.
三、结语
综上所述,对于电力输电线路而言,影响其雷击跳闸率的因素很多.通过分析各因素的成因,要做好电力输电线路的防雷工作,就应立足于输电线路的实际情况,选择性价比最高的解决方案进行处理.在这个过程中,一方面要做好雷击因素的成因分析,同时还要结合当地的地理条件、气候情况、线路情况等进行综合考虑,才能达到全面提高输电线路耐雷水平的目的.另外,考虑到进行输电线路防雷工作时的经济因素,在进行防雷措施选择时,应结合其措施的工程量、应用难度、操作可行度、维护要求与防雷效果等进行选择.