架空電力線路防雷與接地技術探究
為滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需求,電網(wǎng)建設日益完善,同樣的社會生產(chǎn)生活對供電網(wǎng)運行穩(wěn)定性與安全性有著更為嚴格的要求。而就架空電力線路來看,因為其建設位置的特殊性,經(jīng)常會受到雷擊災害的影響,一旦遇到雷擊影響,勢必會對電網(wǎng)運行效果造成影響。因此,以提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性為目的,必須要做好防雷措施的研究,從雷擊病害原因進行分析,確定優(yōu)化要點,并做好接地技術施工,在根本上來消除雷擊對電網(wǎng)運行的安全威脅。
一、輸電線路雷擊災害分析
1.直擊雷過電壓
雷擊一直以來都是影響架空輸電線路運行穩(wěn)定性的重要因素,雖然現(xiàn)在電網(wǎng)建設效果在不斷提升,逐漸有更多新型技術與設備被應用到其中,但是從防雷接地方面來看,還存在一定問題。直擊雷過電壓為常見的一種影響形式,為導致線路跳閘的主要因素。在雷擊作用于導線或者桿塔時,會形成比較高的過電壓,引發(fā)線路事故,常見有直擊桿塔、繞擊導線以及直擊避雷線等。從實際情況進行分析,桿塔與避雷線會在一定程度上對導線電阻抗產(chǎn)生影響,當雷擊作用于桿塔或者線路時,會使得雷擊點與導線壓差遠遠大于放電電壓絕緣水平,出現(xiàn)線路閃絡故障,并且如果雷擊直接作用于避雷針時,還會導致線路發(fā)生繞擊故障。
2.感應雷過電壓
在雷云距離線路桿塔過進時,會對線路產(chǎn)生一定的束縛電荷,并且與周圍雷云電荷相同,最終通過桿塔進入到大地環(huán)境。如果雷擊對地放電或雷擊塔未反擊,雷云電荷會瞬時放電消失,這時線路上束縛電荷會變成自由電荷,并向四周線路進行傳播,而形成感應過電壓。并且,對于變化較大的雷電流能夠感應出比較強的電磁場,結合電磁感應原理,對導線上能夠感應到的過電壓進行分析,最終形成感應雷過電壓,對線路的正常運行差生較大影響。
二、架空輸電線路防雷措施分析
1.防雷措施要點
對于遭受雷擊影響的線路,要及時采取措施進行處理,盡量不要使其絕緣產(chǎn)生閃絡問題,如對接地技術進行完善,并最好線路絕緣的檢查優(yōu)化,或者是選擇用避雷器來進行防雷處理。對于受雷擊影響出現(xiàn)閃絡問題的絕緣,不要將其轉變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定性的工頻電弧,這樣可以避免線路短路而出現(xiàn)跳閘故障。對于部分處理不及時而出現(xiàn)跳閘故障的架空線路,可以選擇設置自動重合閘裝置,以及雙回路或者環(huán)網(wǎng)供電的設計方式進行處理,爭取不斷提高線路運行的穩(wěn)定性。
2.防雷主要措施
2.1提高線路絕緣水平
架空輸電線路施工前應選擇性能與質量比較高的絕緣,如瓷橫擔與鐵橫擔線路相比,線路耐雷能力更高,即便是遭受雷擊影響,也只有比較少的線路會發(fā)生閃絡。一旦輸電線路受到雷擊影響,線路會在瞬間產(chǎn)生較大的高壓電流,并且發(fā)展成相間閃絡并產(chǎn)生工頻電弧,鐵橫擔導電性比較強,因此很容易使得線路出現(xiàn)跳閘故障,而選擇用導電性比較差的瓷橫擔時,則可以有效降低閃絡故障的發(fā)生。另外,以提高線路防雷能力,在設計時了可以在鐵橫擔混凝土電桿線路上,更改使用高一絕緣等級的絕緣瓷瓶,同樣可以達到提高線路防雷水平的效果。
2.2設置避雷線
架設避雷線為架空輸電線路防雷設計的基礎方式,主要起到避免雷直擊導線產(chǎn)生故障。通過安裝避雷線,可以通過對導線的耦合作用,對線路絕緣子進行降壓處理,同時可以利用其分流作用,來將流經(jīng)桿塔的雷電流控制在最下程度,對桿塔頂電位進行降低,降低導線感應過電壓。如果線路過電壓過大,則避雷線具有的防雷能力發(fā)揮的效果越高,此種設計方式不但施工方便,并且在成本上也具有較大的優(yōu)勢。對于220kV以及110kV電壓等級輸電線路來說,需要對所有架空線路設置避雷線,而對于35kV輸電線路來說則需要根據(jù)實際需求來進行設施安裝。一般情況下,應在變電所進線段設置1000m~2000m避雷線,同時還應做好桿塔的接地處理。另外,為最大程度的激發(fā)避雷線對導線的屏蔽作用,應盡量降低繞擊率,將減小避雷線對導線的保護角,一般可以設計為20b~30b。
2.3降低桿塔接地電阻
對于輸電線路來說,其耐雷水平與其接地電阻成反比,因此可以通過來降低線路接地電阻的方式提高其耐雷水平。需要提前對桿塔架設地質土壤特點進行檢測,詳細確定其電阻值,然后采取填充特殊材料的方式來對其電阻值進行適當?shù)恼{整,爭取在根本上來提高線路的防雷性能,降低雷擊災害對線路運輸安全性與穩(wěn)定性造成的影響。
3.線路接地措施
3.1桿塔接地設計優(yōu)化
在架空線路施工前期,必須要基于電網(wǎng)運行實際需求來完成設計,要求技術人員需要提前對當?shù)厥┕きh(huán)境進行實地考察,掌握各項參數(shù),盡量將架空線路施工區(qū)域避開雷擊頻繁的環(huán)境。并且在確定線路方案后,還需要對線路所在地土壤電阻率進行測量,以此來確定需要設計的接地裝置參數(shù)。
3.2接地電阻確定
接地技術的選擇與應用需要以實際需求來確定,例如對于土壤電阻率比較小的地區(qū),可以選擇用自然接地的方式施工,以此來降低接地電阻值。而對于土壤電阻值較大的環(huán)境,則可以選擇用外引接線或者放射性接地的方式施工,通過降低接地電阻的方式來提高線路防雷性能。
三、結束語
架空輸電線路在施工設計上具有一定特殊性,并且其高度高、傳輸電壓大,在運行過程中很容易受到雷擊影響,對供電安全性與穩(wěn)定性影響較大。因此以提高電網(wǎng)運行效果為目的,必須要結合常見雷擊病害進行分析,確定其發(fā)生的原因,并選擇合適的方案進行處理,爭取不斷提高線路耐雷性能,并通過接地技術的合理應用,降低雷擊病害對線路運行造成的影響,滿足社會生產(chǎn)生活對電力資源的全滿需求。
作者:楊海山 石瑞玲 馬永紅 單位:石嘴山市氣象局

責任編輯:電力交易小郭
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