杜少華
摘 要:架空輸電線路的防雷是電力系統(tǒng)防雷工作的重要方面,常用的防雷措施有:架設避雷線,安裝避雷針,加強線路絕緣,升高避雷線減小保戶角,裝設消雷器,降低桿塔接地電阻。解決線路的雷害問題要從實際出發(fā)因地制宜,綜合治理。
關鍵詞:輸電線路;防雷;避雷線;消雷器;接地電阻;絕緣子
當今,電力系統(tǒng)已經(jīng)無處不在,而架空輸電線路是電力網(wǎng)以及電力系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)實中的架空輸電線路大多數(shù)是建立在山區(qū)當中,因此會受到很多環(huán)境因素的影響,而其中雷擊的損害最為嚴重,所以防雷工作就顯得尤為重要
多次對輸電線路受到雷擊的現(xiàn)象分析,歸納出如下特點:
(1)輸電線路受到雷擊后會遵循一定的客觀規(guī)律,雷擊后的桿塔發(fā)生絕緣子閃絡并且相對集中,區(qū)段比較分明。
(2)地形的因素對輸電線路的雷擊有直接的關系,遭受雷擊的次數(shù)與地形的高低沒有直接的關系。
(3)電壓等級越高,線路發(fā)生繞擊的可能性越大。
(4)輸電線路的耐雷水平低,輸電線路會更容易發(fā)生跳閘。
以上就是輸電線路發(fā)生雷擊的幾種特點,根據(jù)這幾種特點我們能夠有效避免一些不必要的損失。
有很多人或許還知道架空輸電線路遭受雷擊到底是如何形成的,雷擊事故的形成基本上分為四個階段:輸電線路遭受雷擊后會產生電壓,從而輸電線路發(fā)生閃絡;隨后紅素電線路從沖擊閃絡轉變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓,線路就會跳閘,供電停止。這四個階段就會發(fā)生雷擊事故,同時我們也應該對應著這四個階段做出相應的措施,這樣我們才能達到最小的事故損失。
為了防止輸電線路遭受雷擊,有很多時候我們會做一些絕緣措施,但是有時候也會發(fā)生雷擊斷線。為了防止雷擊斷線,我們采用的主要措施為疏導和堵塞兩種。我們將絕緣子附近的數(shù)次按線路裸線化來進行疏導,目的是使工頻電弧弧根轉移或固定在特制金具上燃燒,從而保護了輸電線路不至于損壞。在國外,設計師一般會把閃絡保護型線夾,防弧線夾或電鉗位絕緣子安裝在絕緣子和導線的連接處。所謂堵塞就是限制過電壓的電幅以阻止雷擊閃絡后工頻續(xù)流起弧。例如為了降低工頻電弧建弧率,我們通常采用過電壓保護器延長雷擊閃絡路徑等方法。
當過電壓保護器采用氧化鋅避雷器和外間隙組合時,串聯(lián)外間隙對線路的正常運行有隔離作用,避雷器無法持續(xù)工頻電壓并且會處于休息狀態(tài)。與此同時,在一定幅值的雷擊過電壓作用下,串聯(lián)間隙動作后避雷器本體才會處于工作狀態(tài)下。根據(jù)上述所說,過電保護器可以有效地提高線路的運行水平,因為它有良好的防雷性能和可靠性。
工程師設計輸電線路防雷是為了提高線路的耐雷水平,減少線路雷擊跳閘次數(shù)。在確定輸電線路防雷方式之前,我們應該全面考慮系統(tǒng)運行方式,線路的重要程度和調查線路經(jīng)過的地區(qū)的雷電活動的強度,測量土壤電阻率的大小,并且結合線路經(jīng)過地區(qū)原有線路的運行經(jīng)驗??偠灾覀円虻刂埔?,才能采取合理的有效措施。
為了防止輸電線路遭受雷擊還有許多其他的辦法,避雷線在架空送電線路的防雷措施中具有很大的作用,也是最基本的防雷措施之一。避雷線的主要功能就是接受雷電,防止雷電擊中輸電線路導線。雷擊桿塔頂部時避雷線會對雷電流進行分流,從而以減少流入桿塔的雷電流,降低桿塔的點位。根據(jù)多年的線路運行經(jīng)驗,避雷線防止雷電直擊導線的效果更適合于平原地區(qū)。由于地形地貌影響,在山區(qū)就會經(jīng)常出現(xiàn)繞擊側擊反擊等避雷線屏蔽失效的現(xiàn)象。
減小保護角,減少繞擊率對于山區(qū)這種繞擊區(qū)來說是最有效最經(jīng)濟的手段。但是考慮到桿塔尺寸的限制及停電實施困難等因素的影響,在山區(qū)中對桿塔減小保戶角的方法的可能性較小。因此這項工作應在線路的設計初期就開始進行。
除了避雷線和減小保戶角之外,我們還可以通過加強絕緣來提高桿塔耐雷水平,加強絕緣就是在各種條件允許下,在每串絕緣子增加1-2個絕緣子。雖然加強絕緣可以有效的提高輸電線路的耐雷水平,但是當桿塔接地電阻比較大時,改進接地電阻的方法對輸電線路的耐雷水平的提高效果更為顯著。例如在桿塔接地電阻5-30時,加強絕緣可以使雷電反擊跳閘率降低為原來的53.6%-70.7%。由此可見,降低接地電阻加強絕緣會有效的降低雷擊跳閘率。
由上可見,線路耐雷水平會隨著桿塔的接地電阻的增大而降低,所以我們可以采用降低桿塔接地電阻的方法來防止反擊。進行接地電阻測試時,我們必須保證接地螺栓要擰緊,螺栓的松動會造成接觸電阻增大,從而使接地電阻出現(xiàn)電阻變大的現(xiàn)象。為了能夠保護雷擊,也可以在輸電線路上加裝一個導體型消雷器。在桿塔上方加裝導體型消雷器,可有效保護輸電線路遭受雷擊,同時也能防止繞擊雷擊在導線上,從而減少雷擊頻率。例如110KV薛萬線在1995年安裝了將近20基導體型消雷器,自從安裝消雷器后當?shù)囟卧僖矝]有發(fā)生過雷擊事故。但是由于消雷器在國內的爭議較大,所以現(xiàn)在在國內已經(jīng)不推廣。
總之,輸電線路的防雷工作是十分重要的,而輸電線路的防雷也是多種多樣。防雷工作我們要從實際出發(fā),要因地制宜。多數(shù)的防雷措施都只是減少雷擊后輸電線路跳閘的次數(shù),根據(jù)地形采取相應的防雷措施能有效地減小雷擊事故的損害??傊?,我們應當盡可能多地對雷擊事故進行分析,采取更加有效的防雷措施,才能不斷提高供電可靠性,保證供電水平。
參考文獻:
[1]李兆華.電力線路技術手冊[M].中國電力出版社,2008.