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摘要:在我国社会随着经济的快速增长,使得我国电网建设的步伐一直在加快。我国电网的供电能力也在不断地加强,满足着人民日常的工作生活和社会生产的需求。但是近几年来输电线路遭受雷击的事件频繁发生,使得我国电网的使用安全承受着巨大的威胁故,并使电力系统的正常供电受到影响。本文通过分析输电线路遭受雷击事件产生的原因及地段,得出了一些关于输电线路遭受雷击所产生的原因的结论,并根据其产生的原因提出了一些防雷保护的方法和措施,希望可以给相关的技术人员提供参考。
关键词:输电线路;雷击事件;保护措施
中图分类号:TM621文献标识码: A
前言:
目前在我国快速增长的社会经济和不断增加的人民的物质需求以及人民生活水平的不断提高的情况下,所以就要求社会生产的能力和供给能力一定要满足人们的生活需要。在新的形式下人们对于电力的需求量也越来越大,因此就要扩大电网的规模,从以往的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”,实现了跨越式的发展,并进一步地提高了供电的可靠性,也增强了电网的输送能力。虽然供电的能力在不断增强,但近几年来输电线路遭受雷击的事件越来越多,使得电力系统运行的安全性和稳定性受到严重威胁,也给人们的日常生活与工作带来不便,造成了巨大的经济损失。因此为了减少输电线路雷击事件的发生,一定要采取有效可行的线路防雷的保护方法与措施,以提高其防雷的效果,从而确保电力系统安全稳定地运行。
一、输电线路防雷的必要性及其遭受雷击的原因
1、输电线路防需设计的必要性
日前我国主要的输电力式为高架式供电,暴露于野外的情况使得
这些输电线路往往承受着较大的雷击风险,一日出现雷击很容易使整
个线路损毁,出现一定程度地瘫痪,因此积极地进行防雷设施的建设,
尽可能的避免雷击显得十分重要雷击现象对于供电线路的主要危害
表现为两种形式其一为跳闸,另一种形式便是断线,其中断线出现的几率更大,危害更重一日出现断线的情况,便很可能造成大范围长时
间的断电。为当地的生活和生产带来十分不利的影响
2、雷电的性质由雷电易击地面突出导体决定,所以受雷击故障高频率的决定是由输电线路架设地形、铺设距离大、杆塔长度高和良导体的性质来决定。但并不是线路全线均受雷击,有的线路区段几年甚至几十年都没有遭受雷击的影响,因此雷击具有一定的区域性 ,这也是多年运行的经验显示。由于所在地区的地貌、地形和地质的变化使得雷电的活动也随之变化,所以就要依据线路一定时间的运行来进行输电线路防雷工作的测试,把易受雷击区段确定后采用防雷的保护方法和措施。为了使输电线路的防雷水平得到全面的提高,第一要全面深入地对输电线路的防雷设计进行研究,为了加强线路防雷的措施就要从技术方面入手。第二要对输电线路的运行加强维护,以保证线路防雷装置的安全可用。总体而言输电线路的防雷工作主要存在于以下几方面的原因:技术性的问题、线路的设计问题、线路维护的问题以及受到天气和地形的影响。
2.1當前对雷电观测技术的局限
当前对雷电的观测技术上还存在着很大的局限性,因为雷电活动本身就具有很强的随机性、复杂性和频繁性的特点,使得在测量和捕捉线路遭受雷击的技术参数时不准确,甚至很难准确地区分每次线路遭受雷击故障的闪络类型。随着人们对雷电观测和分析技术的提高,并依靠防雷技术上的改进和预测 ,往往在意义上起到了实际性的效果。另外由于多种多样的雷电的影响,使得灾害的种类存在有不确定性 ,而不同的区域所产生得雷击影响也会出现不同的效果 ,所以往往难以测量在雷击事故发生的过程之中的雷击的相关参数以及实际的数据,而且雷击的时间一般都很短,使得雷击的类型和特点难以具体地去区分。以上的原因也是使得输电线路工作中很难准确地进行防雷的一个重要原因。当前大多都选用腾空设计的形式运用于输电线路,选用这种设计形式可以降低雷击对线路带来的损害 ,降低雷击的概率。所以针对其中的技术性问题 ,还应当加以重视。
2.2早期输电线路本身设计的缺陷
我国很多地区在早期建造的低压线路设计时没有提供土壤电阻率,输电线路的防雷水平较低也是由于设计本身就存在缺陷的原因。此外为了防污,在输电线路中大规模地应用合成绝缘子,但是合成绝缘子的伞裙直径比较小,有效干弧距离比同高度的瓷或玻璃绝缘子串短,使得耐雷水平比较低和雷击的放电机率增加。在输电线路防雷的设计方面对于接地电阻的设计不规范 ,没有在设计施工时按照相关规定以及实际的设计参数来进行,从而使得在接地电阻的设计工作当中随意性比较强 ,采用同样的电阻值设计形式在部分线路当中的整段输电线当中,输电线路的防雷水平在这样的设计形式下必将大大的受到影响。大多数情况之下应结合防雷工作的实际要点以及接地装置的配置等对输电线路的接地电阻进行设计,但是相关部门以及设计单位往往对于此内容不够重视 ,进而使得线路的设计出现较大的落差 ,保护工作没有做到位 ,最终使得雷击对输电线路产生极大的影响和威胁。
2.3输电线路维护力度不够
不断出现老化,并且原有的很多输电线路电阻较高一些输电线路接地装置存在许多问题,例如接地装置年久失修、残缺不全、电阻增加、接地体严重腐蚀等。由于这些原因使得输电线路耐雷水平逐渐下降,在日常的维护工作中又由于种
种原因,存在的许多问题没有得到很好地解决。
2.4受天气和地形的影响
我国夏季阴雨雷电天气频繁,且持续时间长,输电线路很容易遭受雷击,特别是在山丘地区的潮湿盆地更容易产生雷击事件在高山、丘陵、江河湖泊丛横,地形复杂的地区易形成雷云和暴雨天气,在这些线路区段会出现易雷击区、易雷击带和易雷击点
二、输电线路易遭受雷击的地区
选择的合理输电线路路径一般情况下,遭受雷击线路往往都发生在线路的某些地段,即易击区。经验表明易遭受雷击的地区: 一是四周为山丘的潮湿盆地; 地下有导电性矿的地面和地下水位较高处; 二是雷暴走廊; 三是土壤电阻率较小的地方; 四是具有不同电阻率上壤的交界地段。
三、输电线路防雷击保护措施
防护措施在电力输电线路的防雷工作中具有重要的地位输电线路安全防护措施的制定是为保证输电线路的安全、止常供电,防控雷击事故的发生,这需要电力工作人员制定科学、有效、可行的安全防护措施。一旦发生雷击事故,最大程度地避免输电线路出现闪络,从而降低跳闸率。
1、降低电路杆塔接地电阻
在电力系统中,通过降低接地电阻来提高输电线路的防雷水平的效果优越于单纯地增加输电线路的绝缘。这主要通过增补地网和施放降阻剂这两种方法来实现接地电阻的降低。在输电线路设计过程中,不能保证全部测量所有杆塔的土壤电阻率,通常依据工作经验和原来提供的数据,或者依据杆塔所在地段土壤电阻率的范围进行设计。然而土壤的电阻值会随养季节、气候等的变化而变化。因此,有时候会出现实际测量的接地电阻值大于设计值,甚至大很多,无法满足防雷要求。所以对输电线路的土壤电阻率和接地电阻值进行定期测量,包括新建的输电线路
2、减少输电线路绕击概率
这个安全保护措施主要用来局部改善周围物体对线路的屏蔽效果,从而减少被雷电击中的机会,例如,减小保护角、使用负角保护针等。其中减小保护角由于受到杆塔结构的电力造价的束缚,对于一些平缓山坡、地形开阔区域,当避雷线的保护角度较大时可以使用这一方法,但要保证杆塔配有合格的接地装置。在设计满足绕击耐雷水平的情况下,通常不会减小保护角或者使用负角保护;杆塔塔顶的避雷针应该满足传统防雷理论,但是如果安装避雷针后杆塔遭雷击的概率将增大,这可能增加反击的可能性,在采用这一方法时还应保证杆塔接地电阻在10欧姆以下。这种方法只适用在输电线路为绕击事故或者地形决定输电线路容易绕击
3、增加输电线路避雷器
避雷器对输电线路具有一定的防护作用,虽然不能完全防控雷电事故的发生,但是能降低灾害程度。特别在雷电多发的地区,可以减少接地电阻,也可以安装避雷器。避雷器属于电阻范畴,它是非线性电阻,电力人员可以将避雷器和绝缘体安装在电线杆上,能够避免绝缘体出现闪络。另外,一旦发生雷击,避雷器能够保护绝缘体,也保护了自然输电线路。虽然,避雷器具有较好的防护作用,但是避雷器成木较高。因此,在安装避雷器时,电力人员应全而考虑地形条件,选择最理想的位置,保证价值最大化
4、提高输电线路的耐雷擊水平
输电线路绝缘性直接影响养线路遭受雷击的概率,因此,在目常工作中电力人员应加大对输电线路绝缘体的检查力度,保证绝缘体的质量达标,防}卜由于绝缘体质量问题引起输电线路雷电事故的问题,影响电力的止常供应。如果输电线路中安装I绝缘体,电力部门也不能放松,应该遵循国家的相关规范进行检查,一旦发现损坏的绝缘体应立即更换。另外,每次电力人员在检查输电线路后,均应统计绝缘体的损坏率,确保输电线路达到电力供应标准
5、架设避雷线
避雷线也被称为架空地线,主要用来遮蔽导线对导线进行屏蔽,一旦发生雷击,能将电流分成几股,进而降低强电流对导线的十扰。一般,避雷线架设在导线的上而,主要用来保护导线,降低或者避免雷电事故。从安全方而考虑,11OkV避雷线应沿养输电线路完成铺设。对于雷电多发的地段应铺设两条避雷线,加强避雷线的分流作用,避免输电线路遭受雷击后电流过大出现闪络。
6、加强运行维护
线路运维机构必须保证高压输电线路符合国家有关的各项规范要求,同时消除线路中绝缘子失灵、导线滑移的隐患,从各个方而来降低雷击事故爆发的可能。而且应当依据季节更替强化巡查,并考察当地的地质构造与过往数十年的运转状况,挖掘出某些变化规律与趋向,进一步改进防雷措施,降低雷击跳闸的可能性。
四、结语
雷电是一种人类无法避免的自然灾害。如果要减少雷击对输电线路的影响,就应当采取有效的防雷措施,并及时进行改进。为了保障输电线路的安全,有关机构应当充分认识到线路的防雷性,并结合线路的具体状况,采取科学合理的防雷措施,以此保证输电线路正常运转,这样才能讲一步提高经济效箫。
参考文献:
[1]代强. 浅谈架空输电线路的防雷保护措施[J]. 黑龙江科技信息,2013,36:17.
[2]熊星发. 110kV输电线路运行中的防雷保护探讨[J]. 硅谷,2013,19:118+94.
[3]黄银坤. 高压输电线路的防雷技术研究[J]. 科技与企业,2013,19:309.
关键词:输电线路;雷击事件;保护措施
中图分类号:TM621文献标识码: A
前言:
目前在我国快速增长的社会经济和不断增加的人民的物质需求以及人民生活水平的不断提高的情况下,所以就要求社会生产的能力和供给能力一定要满足人们的生活需要。在新的形式下人们对于电力的需求量也越来越大,因此就要扩大电网的规模,从以往的“几年建一条线路”到现在的“一年建几条线路”,实现了跨越式的发展,并进一步地提高了供电的可靠性,也增强了电网的输送能力。虽然供电的能力在不断增强,但近几年来输电线路遭受雷击的事件越来越多,使得电力系统运行的安全性和稳定性受到严重威胁,也给人们的日常生活与工作带来不便,造成了巨大的经济损失。因此为了减少输电线路雷击事件的发生,一定要采取有效可行的线路防雷的保护方法与措施,以提高其防雷的效果,从而确保电力系统安全稳定地运行。
一、输电线路防雷的必要性及其遭受雷击的原因
1、输电线路防需设计的必要性
日前我国主要的输电力式为高架式供电,暴露于野外的情况使得
这些输电线路往往承受着较大的雷击风险,一日出现雷击很容易使整
个线路损毁,出现一定程度地瘫痪,因此积极地进行防雷设施的建设,
尽可能的避免雷击显得十分重要雷击现象对于供电线路的主要危害
表现为两种形式其一为跳闸,另一种形式便是断线,其中断线出现的几率更大,危害更重一日出现断线的情况,便很可能造成大范围长时
间的断电。为当地的生活和生产带来十分不利的影响
2、雷电的性质由雷电易击地面突出导体决定,所以受雷击故障高频率的决定是由输电线路架设地形、铺设距离大、杆塔长度高和良导体的性质来决定。但并不是线路全线均受雷击,有的线路区段几年甚至几十年都没有遭受雷击的影响,因此雷击具有一定的区域性 ,这也是多年运行的经验显示。由于所在地区的地貌、地形和地质的变化使得雷电的活动也随之变化,所以就要依据线路一定时间的运行来进行输电线路防雷工作的测试,把易受雷击区段确定后采用防雷的保护方法和措施。为了使输电线路的防雷水平得到全面的提高,第一要全面深入地对输电线路的防雷设计进行研究,为了加强线路防雷的措施就要从技术方面入手。第二要对输电线路的运行加强维护,以保证线路防雷装置的安全可用。总体而言输电线路的防雷工作主要存在于以下几方面的原因:技术性的问题、线路的设计问题、线路维护的问题以及受到天气和地形的影响。
2.1當前对雷电观测技术的局限
当前对雷电的观测技术上还存在着很大的局限性,因为雷电活动本身就具有很强的随机性、复杂性和频繁性的特点,使得在测量和捕捉线路遭受雷击的技术参数时不准确,甚至很难准确地区分每次线路遭受雷击故障的闪络类型。随着人们对雷电观测和分析技术的提高,并依靠防雷技术上的改进和预测 ,往往在意义上起到了实际性的效果。另外由于多种多样的雷电的影响,使得灾害的种类存在有不确定性 ,而不同的区域所产生得雷击影响也会出现不同的效果 ,所以往往难以测量在雷击事故发生的过程之中的雷击的相关参数以及实际的数据,而且雷击的时间一般都很短,使得雷击的类型和特点难以具体地去区分。以上的原因也是使得输电线路工作中很难准确地进行防雷的一个重要原因。当前大多都选用腾空设计的形式运用于输电线路,选用这种设计形式可以降低雷击对线路带来的损害 ,降低雷击的概率。所以针对其中的技术性问题 ,还应当加以重视。
2.2早期输电线路本身设计的缺陷
我国很多地区在早期建造的低压线路设计时没有提供土壤电阻率,输电线路的防雷水平较低也是由于设计本身就存在缺陷的原因。此外为了防污,在输电线路中大规模地应用合成绝缘子,但是合成绝缘子的伞裙直径比较小,有效干弧距离比同高度的瓷或玻璃绝缘子串短,使得耐雷水平比较低和雷击的放电机率增加。在输电线路防雷的设计方面对于接地电阻的设计不规范 ,没有在设计施工时按照相关规定以及实际的设计参数来进行,从而使得在接地电阻的设计工作当中随意性比较强 ,采用同样的电阻值设计形式在部分线路当中的整段输电线当中,输电线路的防雷水平在这样的设计形式下必将大大的受到影响。大多数情况之下应结合防雷工作的实际要点以及接地装置的配置等对输电线路的接地电阻进行设计,但是相关部门以及设计单位往往对于此内容不够重视 ,进而使得线路的设计出现较大的落差 ,保护工作没有做到位 ,最终使得雷击对输电线路产生极大的影响和威胁。
2.3输电线路维护力度不够
不断出现老化,并且原有的很多输电线路电阻较高一些输电线路接地装置存在许多问题,例如接地装置年久失修、残缺不全、电阻增加、接地体严重腐蚀等。由于这些原因使得输电线路耐雷水平逐渐下降,在日常的维护工作中又由于种
种原因,存在的许多问题没有得到很好地解决。
2.4受天气和地形的影响
我国夏季阴雨雷电天气频繁,且持续时间长,输电线路很容易遭受雷击,特别是在山丘地区的潮湿盆地更容易产生雷击事件在高山、丘陵、江河湖泊丛横,地形复杂的地区易形成雷云和暴雨天气,在这些线路区段会出现易雷击区、易雷击带和易雷击点
二、输电线路易遭受雷击的地区
选择的合理输电线路路径一般情况下,遭受雷击线路往往都发生在线路的某些地段,即易击区。经验表明易遭受雷击的地区: 一是四周为山丘的潮湿盆地; 地下有导电性矿的地面和地下水位较高处; 二是雷暴走廊; 三是土壤电阻率较小的地方; 四是具有不同电阻率上壤的交界地段。
三、输电线路防雷击保护措施
防护措施在电力输电线路的防雷工作中具有重要的地位输电线路安全防护措施的制定是为保证输电线路的安全、止常供电,防控雷击事故的发生,这需要电力工作人员制定科学、有效、可行的安全防护措施。一旦发生雷击事故,最大程度地避免输电线路出现闪络,从而降低跳闸率。
1、降低电路杆塔接地电阻
在电力系统中,通过降低接地电阻来提高输电线路的防雷水平的效果优越于单纯地增加输电线路的绝缘。这主要通过增补地网和施放降阻剂这两种方法来实现接地电阻的降低。在输电线路设计过程中,不能保证全部测量所有杆塔的土壤电阻率,通常依据工作经验和原来提供的数据,或者依据杆塔所在地段土壤电阻率的范围进行设计。然而土壤的电阻值会随养季节、气候等的变化而变化。因此,有时候会出现实际测量的接地电阻值大于设计值,甚至大很多,无法满足防雷要求。所以对输电线路的土壤电阻率和接地电阻值进行定期测量,包括新建的输电线路
2、减少输电线路绕击概率
这个安全保护措施主要用来局部改善周围物体对线路的屏蔽效果,从而减少被雷电击中的机会,例如,减小保护角、使用负角保护针等。其中减小保护角由于受到杆塔结构的电力造价的束缚,对于一些平缓山坡、地形开阔区域,当避雷线的保护角度较大时可以使用这一方法,但要保证杆塔配有合格的接地装置。在设计满足绕击耐雷水平的情况下,通常不会减小保护角或者使用负角保护;杆塔塔顶的避雷针应该满足传统防雷理论,但是如果安装避雷针后杆塔遭雷击的概率将增大,这可能增加反击的可能性,在采用这一方法时还应保证杆塔接地电阻在10欧姆以下。这种方法只适用在输电线路为绕击事故或者地形决定输电线路容易绕击
3、增加输电线路避雷器
避雷器对输电线路具有一定的防护作用,虽然不能完全防控雷电事故的发生,但是能降低灾害程度。特别在雷电多发的地区,可以减少接地电阻,也可以安装避雷器。避雷器属于电阻范畴,它是非线性电阻,电力人员可以将避雷器和绝缘体安装在电线杆上,能够避免绝缘体出现闪络。另外,一旦发生雷击,避雷器能够保护绝缘体,也保护了自然输电线路。虽然,避雷器具有较好的防护作用,但是避雷器成木较高。因此,在安装避雷器时,电力人员应全而考虑地形条件,选择最理想的位置,保证价值最大化
4、提高输电线路的耐雷擊水平
输电线路绝缘性直接影响养线路遭受雷击的概率,因此,在目常工作中电力人员应加大对输电线路绝缘体的检查力度,保证绝缘体的质量达标,防}卜由于绝缘体质量问题引起输电线路雷电事故的问题,影响电力的止常供应。如果输电线路中安装I绝缘体,电力部门也不能放松,应该遵循国家的相关规范进行检查,一旦发现损坏的绝缘体应立即更换。另外,每次电力人员在检查输电线路后,均应统计绝缘体的损坏率,确保输电线路达到电力供应标准
5、架设避雷线
避雷线也被称为架空地线,主要用来遮蔽导线对导线进行屏蔽,一旦发生雷击,能将电流分成几股,进而降低强电流对导线的十扰。一般,避雷线架设在导线的上而,主要用来保护导线,降低或者避免雷电事故。从安全方而考虑,11OkV避雷线应沿养输电线路完成铺设。对于雷电多发的地段应铺设两条避雷线,加强避雷线的分流作用,避免输电线路遭受雷击后电流过大出现闪络。
6、加强运行维护
线路运维机构必须保证高压输电线路符合国家有关的各项规范要求,同时消除线路中绝缘子失灵、导线滑移的隐患,从各个方而来降低雷击事故爆发的可能。而且应当依据季节更替强化巡查,并考察当地的地质构造与过往数十年的运转状况,挖掘出某些变化规律与趋向,进一步改进防雷措施,降低雷击跳闸的可能性。
四、结语
雷电是一种人类无法避免的自然灾害。如果要减少雷击对输电线路的影响,就应当采取有效的防雷措施,并及时进行改进。为了保障输电线路的安全,有关机构应当充分认识到线路的防雷性,并结合线路的具体状况,采取科学合理的防雷措施,以此保证输电线路正常运转,这样才能讲一步提高经济效箫。
参考文献:
[1]代强. 浅谈架空输电线路的防雷保护措施[J]. 黑龙江科技信息,2013,36:17.
[2]熊星发. 110kV输电线路运行中的防雷保护探讨[J]. 硅谷,2013,19:118+94.
[3]黄银坤. 高压输电线路的防雷技术研究[J]. 科技与企业,2013,19:309.