林遠(yuǎn)興
我國的輸電線路絕大部分架設(shè)于室外,所以改進(jìn)防雷措施也要因地制宜,在不同程度上估量和考慮其經(jīng)濟(jì)性,但是實(shí)際防雷工程中,很多供電公司忽略了線路特點(diǎn)和防雷措施,沿用傳統(tǒng)粗放型的管理模式和單一的防雷措施,導(dǎo)致大量的人力財(cái)力白白浪費(fèi),而且效果往往較差,為此,本文提出了經(jīng)濟(jì)性評(píng)估的辦法對(duì)防雷措施加以改造。
一、綜合防雷措施概述
綜合防雷措施是指在綜合考量了各種因素,以及對(duì)各種因素的重要性排列后,為了達(dá)到目標(biāo)層要求,而采取的各種有效措施。包括:減小地保護(hù)角、加強(qiáng)絕緣、適當(dāng)?shù)臏p低桿塔高度、增加安裝間隙及增設(shè)避雷裝置(如在桿塔增設(shè)安裝接閃器等,接閃器通常位于防雷裝置最頂端,它是利用其高出被保護(hù)物的那些突出部位,將雷電引向自身,作為承接直擊雷放電的重要部件)。
1.減小地保護(hù)角
在一些情況下,比如通過改變桿塔安裝方式來減小地保護(hù)角(如圖1所示),就要改變桿塔塔頭的尺寸,但這樣會(huì)增加施工的困難度,及會(huì)增加更換桿塔塔頭的費(fèi)用;其次可以通過安裝耦合地線(一般采用導(dǎo)線下增設(shè)地線的方式,以此通過導(dǎo)線與避雷線兩者之間的耦合作用,實(shí)現(xiàn)減低絕緣子過電壓,達(dá)到降低雷擊跳閘的效果。如圖2所示)、提高接地電阻阻值和裝設(shè)避雷器等措施進(jìn)行防雷擊,目前桿塔設(shè)計(jì)上已經(jīng)從設(shè)計(jì)原4條接地射線增加至8條接地射線,從很大程度上降低了接地電阻的阻值。
2.架設(shè)避雷線
架設(shè)避雷線是輸電線路綜合防雷技術(shù)中極其常見的一種,而且也是當(dāng)前較為有效的保護(hù)手段。避雷線能夠?qū)⑾鄬?dǎo)線屏蔽,從而攔擊雷擊,并且將雷電電流導(dǎo)入大地。避雷線通常在基桿塔處接地布置,并且于檔距中的兩根避雷線形成閉合回路,利用小間隙的辦法實(shí)現(xiàn)對(duì)地絕緣。架設(shè)避雷線后,如果遭受電擊,能夠立刻通過避雷線裝置將其導(dǎo)入到底,避免輸電線路中絕緣子因電擊損壞,最后,架設(shè)避雷線還能夠起到分流作用,從而降低塔桿電流,進(jìn)而降低塔桿頂部電位。
3.架設(shè)耦合地線
如果基桿塔所處環(huán)境惡劣,不能夠?qū)崿F(xiàn)降阻辦法,則可以采用架設(shè)耦合地線的方式提高防雷水平。耦合地線通常架設(shè)于導(dǎo)線下側(cè),加強(qiáng)避雷線和導(dǎo)線間的耦合,從而降低線路過電壓作用,與此同時(shí),如果線路遭受雷擊,將會(huì)在一定程度上起到分流作用,降低因雷擊導(dǎo)致的線路故障率。
4.降低接地線阻
如果輸電線路的土壤電阻率越高,那么它的防雷水平也就越低。利用架設(shè)避雷線和減小地保護(hù)角兩種防雷方法,能夠降低線路遭受雷擊過程中的電壓作用,但是,在實(shí)際防雷時(shí),還要考慮到土壤電阻率的因素,從而盡可能的降低接地電阻,控制接地電阻在可接受范圍內(nèi)。如果接地電阻超過規(guī)定允許值,要采用如下措施降低接地電阻,提供線路防雷性能。
(1)減阻劑,提高線路的接地尺寸,并且在接地點(diǎn)周圍應(yīng)用減阻劑,在小型接地網(wǎng)中降低線路的接地電阻。
(2)爆破接地,接地點(diǎn)出采用爆破的方式制造人工裂縫,然后在裂縫中填充電阻率較低的材料,降低周圍土壤電阻率,從而降低輸電線路的接地電阻。
四、防雷措施的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估
在過去的工作中,輸電線路綜合防雷改造均是在效果良好的地區(qū)作為依據(jù),據(jù)此來選擇防雷措施,但是因?yàn)榫€路的風(fēng)險(xiǎn)來源、地形地貌以及基桿塔結(jié)構(gòu)均具有差異性,所以沿用生搬硬套的方法將不利于實(shí)際防雷工作的有效性,所以具體問題需結(jié)合具體事例來進(jìn)行分析。
我國桂西石山地區(qū)存在雷暴活動(dòng)劇烈地段,其中澄碧河一東筍的一條35kV輸電線路就位于該地區(qū)。該處線路多年來頻繁遭遇雷擊,線路因雷擊而發(fā)生跳閘現(xiàn)象較為頻繁,每年在該處線路出現(xiàn)的雷擊跳閘次數(shù)約8-9次,直接或間接造成輸電不穩(wěn)定,對(duì)線路安全和輸電效率造成嚴(yán)重影響,也給該地區(qū)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此考慮如何降低該線路的雷電擊桿率后,采用了線路型頭部分裂均壓式避雷針,對(duì)線路進(jìn)行防雷改造,提升了線路安全穩(wěn)定性,節(jié)省維修、維護(hù)成本,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。
青島地區(qū)220kV和110kV架空線路在2012年第三季度共因雷擊跳閘90多起。該地區(qū)經(jīng)研究表明,桿塔的耐雷水平大部分需要超過該處進(jìn)線段耐雷水平的2/3。在此處線路增設(shè)耦合防雷接地地線,實(shí)現(xiàn)該線路的防雷功能。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),耦合地線的安裝使得該處線路防雷擊效果良好,直接或間接節(jié)省大量成本,經(jīng)濟(jì)效果良好。
所以,對(duì)所有防雷措施,都要綜合分析,來評(píng)估其防雷是否可靠、經(jīng)濟(jì),用于選擇最佳的防雷方法,根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,預(yù)測(cè)該措施的防雷效果。
總結(jié)
綜上所示,進(jìn)行輸電線路防雷改造過程中,不僅要正確采用防雷措施,還要評(píng)估防雷措施的經(jīng)濟(jì)性,充分考慮防雷工程的差異性,降低供電線路的破損率,為不同地區(qū)防雷措施的制定奠定良好的基礎(chǔ),保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全,提高供電公司的經(jīng)濟(jì)效益。
(作者單位:國網(wǎng)福建上杭縣供電有限公司)