郭濱海
摘要:在高壓送電線路的供電過程中,雷擊跳閘會對其供電的可靠性造成比較嚴(yán)重的影響,在送電線路的跳閘事故中,雷擊跳閘占了非常大的比重。所以加強(qiáng)對送電線路雷擊跳閘的原因分析,找出有效的預(yù)防措施對于送電線路供電可靠性具有非常重要的意義。
關(guān)鍵詞:送電線路 ?雷擊跳閘 ?原因 ?預(yù)防措施
在電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)中,送電線路是非常重要的組成部分。在我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中,電力需求量也在不斷地增加,人們也開始更加關(guān)注和重視電力生產(chǎn)的安全問題。雷擊跳閘會對供電的可靠性和安全性造成比較嚴(yán)重的影響。在送電線路的跳閘事故中,雷擊跳閘所占的比例非常大。雷電活動具有比較明顯的復(fù)雜性和隨機(jī)性,現(xiàn)階段在認(rèn)識和研究送電線路雷害中也還存在很多未知的地方,所以在日常的送電線路防雷設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該要綜合考慮各方面的因素,采用科學(xué)合理的預(yù)防措施,讓送電線路的耐雷水平得到有效提升,讓送電線路的雷擊跳閘率得到有效控制,這樣送電線路的可靠性和安全性才能得到保證。
1 送電線路雷擊跳閘的原因分析
1.1 高壓送電線路繞擊的原因分析。通過高壓送電線路的現(xiàn)場實(shí)際測試、運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)和模擬試驗(yàn)都能夠證實(shí),雷電繞擊率主要和邊導(dǎo)線的保護(hù)角、高壓送電線路所經(jīng)的地貌、地形、地質(zhì)條件以及桿塔的高度有關(guān)系。和平地高壓送電線路的繞擊率相比,山區(qū)的高壓送電線路繞擊率要高很多,主要就是因?yàn)樯絽^(qū)送電線路會出現(xiàn)大高差、大跨越檔距,這樣就會讓送電線路的耐雷水平下降。
1.2 高壓送電線路反擊的原因分析。當(dāng)雷電電流流經(jīng)塔體和接地體時(shí),桿塔的電位就會上升,而且會在相導(dǎo)線上出現(xiàn)感應(yīng)過電壓。在塔體電位上升和相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓之間的電位差大于高壓送電線路的絕緣閃絡(luò)電壓值,在桿塔和導(dǎo)線之間就會出現(xiàn)反擊閃絡(luò)。
通過對送電線雷擊跳閘的原因分析可知,從理論上講,讓桿塔的接地電阻降低、讓耦合系數(shù)提高、讓分流系數(shù)減小和加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣都可以讓送電線路的耐雷水平得到有效提升。
2 送電線路雷擊跳閘的預(yù)防措施
2.1 架設(shè)避雷線。在對送電線路雷擊跳閘進(jìn)行有效預(yù)防時(shí),架設(shè)避雷線是非常有效的一種措施。避雷線能有效對雷直擊導(dǎo)線的情況進(jìn)行防止,另外避雷線還具有分流的作用,從而讓桿塔的雷電流能有效降低,最終就可以讓塔頂電位得到有效控制;避雷線對導(dǎo)線還具有耦合作用,這樣線路絕緣子的電壓將會降低;避雷線對導(dǎo)線也具有屏蔽作用,可以讓導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓下降。在采用避雷線的過程中,如果線路的電壓較高,那么實(shí)際的效果也就會更好,在送電線路的成本投入中,避雷線所占的比重也不高。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),如果送電線路的電壓等級為220kV或以上就需要全線架設(shè)避雷線,如果送電線路的電壓等級為110kV正常情況下也需要全線架設(shè)避雷線。另外還需要對繞擊率進(jìn)行有效控制,這樣可以讓避雷線的屏蔽效果得到有效提升,防止雷電繞過避雷線直接擊中導(dǎo)線。避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)該保持在20°-30°。電壓等級為220kV和330kV的雙避雷線線路的保護(hù)角應(yīng)該保持在20°左右;550kV及其以上的超高壓和特高壓線路都要假設(shè)雙避雷線,而保護(hù)角則不能超過15°。
2.2 線路避雷器的安裝。在對送電線路的雷擊跳閘進(jìn)行預(yù)防時(shí),也可以采用高壓送電線路避雷器。在桿塔和導(dǎo)線的電位差大于避雷器的動作電壓時(shí),通過避雷器的有效分流,可以讓絕緣子不會出現(xiàn)閃絡(luò)的情況。如果送電線路上的雷擊跳閘比較頻繁就可以選擇性地安裝避雷器。線路避雷器主要有無間隙型線路避雷器和帶串聯(lián)間隙型線路避雷器。無間隙型線路避雷器是直接和導(dǎo)線連接的,它其實(shí)是對電站型避雷器的一種改進(jìn),在吸收沖擊能量時(shí)可靠性非常高,也沒有放電時(shí)延,在操作電壓和正常運(yùn)行電壓下,串聯(lián)間隙不會動作,避雷器本身是處在一個(gè)完全不帶電的情況下,所以不能出現(xiàn)電氣老化的情況;串聯(lián)間隙的上電極和下電極的布置是垂直的,具有比較穩(wěn)定的放電特性,而且分散性也不大等。而帶串聯(lián)間隙型的線路避雷器是利用空氣間隙和導(dǎo)線相連的,只有當(dāng)出現(xiàn)雷電流時(shí),避雷器才會承受工頻電壓的作用,使用年限長和具有很高的可靠性是其最主要的特點(diǎn)。在實(shí)際的應(yīng)用中,帶串聯(lián)間隙型的線路避雷器應(yīng)用比較多,在間隙的隔離作用下,避雷器本身一般是不會承擔(dān)系統(tǒng)的運(yùn)行電壓,所以在長時(shí)間的運(yùn)行下,該避雷器也不會出現(xiàn)老化等情況,另外當(dāng)避雷器本身出現(xiàn)問題時(shí),也不會影響送電線路的正常運(yùn)行。
2.3 對桿塔的接地電阻進(jìn)行有效控制。桿塔接地電阻增加的原因比較多,主要就包括:接地體的腐蝕導(dǎo)致桿塔的接地電阻增加,尤其是在風(fēng)化后的土壤以及山區(qū)的酸性土壤中,很容易出現(xiàn)吸氧腐蝕和電化學(xué)腐蝕,水平接地體和接地引下線的連接處是比較容易出現(xiàn)腐蝕的部位;在山坡坡帶地區(qū),在雨水的沖刷作用下會造成水土的流失,這樣接地體就會暴露在外,失去和大地的接觸,從而導(dǎo)致桿塔接地電阻的增加;在外力的破壞下,桿塔的接地體或者接地引下線受到外力的破壞也可能會讓桿塔接地電阻增加。送電線路的耐雷水平和接地電阻之間是成反比的,在提升送電線路耐雷水平的過程中,最有效和成本投入最小的方式就是根據(jù)各個(gè)桿塔的土壤電阻率實(shí)際情況,讓桿塔接地電阻最大程度的降低。首先如果線路的接地電阻在測試之后發(fā)現(xiàn)不合格,就需要對這些桿塔的接地電阻重新測試,同時(shí)還需要對桿塔的土壤電阻率進(jìn)行測試;其次如果桿塔的接地電阻經(jīng)過測試檢查不合格,就需要對桿塔的接地放射線進(jìn)行開挖檢查,對桿塔的接地放射線進(jìn)行重新鋪設(shè),然后焊接好;再次,如果在對桿塔的檢查中,發(fā)現(xiàn)感染的接地引下線斷開或者沒有,就需要對這些桿塔接地裝置進(jìn)行重新焊接,同時(shí)要重新測試桿塔的接地電阻,如果測試不合格就要重新鋪設(shè);最后如果桿塔的接地電阻在重新鋪設(shè)后測試依然不合格,就需要采用降阻模塊對桿塔進(jìn)行改進(jìn)。
3 結(jié)束語
通過對送電線路雷擊跳閘原因的分析,能更好的找出有效的預(yù)防措施。在對送電線路的雷擊跳閘進(jìn)行預(yù)防時(shí),應(yīng)該要對送電線路經(jīng)過地區(qū)的雷電活動程度、土壤的電阻率情況以及地形地貌情況等進(jìn)行綜合的考慮分析,另外還要考慮送電線路原來的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)的運(yùn)行方式等,通過對防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的分析比較,選擇最有效的預(yù)防措施,讓送電線路的耐雷水平得到有效提升。
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