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摘 要:防雷技术的有效完善可以有利于提高高压电力装置的防雷性能,下面对我国目前阶段高压电力装置防止雷电的技术和措施,并对目前防雷技术中存在的问题展开着重讨论,最后对高压电力装置防雷技术水平的提升措施进行阐述,为我国高压电力装置防雷技术的提高和完善提供有力的理论依据。
关键词:高压电力装置 防雷技术 提升措施
一、引言
在高压电力装置发展的初始阶段,进行电力供应的架空线路都是采用裸露的导线,通常情况下,架空导线距离地面的空间大约为6-18 m,遭受雷电袭击的危险系数比较高,从而击穿设备装置、线路的绝缘部分,进而损坏设备和线路,雷电过电压的危害主要指雷电入侵波,此文章对于直击雷预防的避雷针、避雷线不予以讨论。对于避雷器和保护间隙,他们之所以可以起到保护电压的作用主要是利用间隙击穿接地从而降压放电,但是,他们起到保护作用的同时,接地故障、相间短路故障发生的概率就会增大,从而暴露了保护作用并不完善的缺陷。目前阶段,我国高压电力装置防雷保护中仅仅在线路保护中得到应有,同时配合使用自动重合闸设备,尽最大限度降低线路停电故障发生的频率。目前阶段,高压电力装置防雷技术仍旧存在许多方面的问题和缺点,例如:技术水平较低、防雷保护性能不完善、防雷保护功能不完全等。为了更有效地提高高压电力装置的防雷效果,对高压电力装置防雷技术水平的完善和提高是重中之重,因此,文章围绕这个问题进行全面的分析和讨论。
二、目前阶段高压电力装置防止雷电的措施
对于整个电力系统而言,雷电袭击是我们重点关注的安全性问题,如果输电线路遭受雷击,线路的绝缘部分就会受到损坏,高压电力装置发生跳闸事故的几率增大,使得电力装置不能安全、平稳、有效的供应电力,严重威胁人们的财产安全和生命安全。所以,对高压电力装置进行雷电防止是非常必要且有重要意义的,目前阶段我国高压电力装置防止雷电的技术主要包括以下几点:
1.如果线路出现交叉跨越,就要防止由于雷电出现跳闸事故。由于雷电的袭击,在线路出现交叉的位置极易出现闪络的现象,而且,在进行线路的设计时,通常情况下会预留线路交叉的档距,如果距离达不到要求,受雷电袭击后,事故范围会进一步扩大,造成非常严重的后果。所以,与高压电力装置的防雷要求进行充分结合,主要从以下几个方面进行保护:(1)利用木杆、水泥杆作为交叉档的两端,而且没有进行避雷线的设置,如果出现这种情况,就要将避雷器安装在杆塔上,建议使用管型避雷器;(2)如果交叉档的两端是通讯线路、木杆低压线路,通常情况下是在杆塔上安装防雷保护间隙;(3)利用水泥杆、铁塔作为交叉档的两端,如果出现这种情况,避雷线不管有无安装,杆塔都要进行接地。
2.将自动重合闸装置引入到线路中。发生雷电闪络后,通常情况下,线路出现跳闸事故后线路的绝缘子可以自动恢复原有的绝缘性能,在这个过程中,自动重合闸装置起到非常重要的作用,且成功率大约稳定在90%。如果某一高压线路区域出现雷电情况较少,一般情况下不会全线设置避雷线,为确保安全,全线需要安装自动重合闸装置,有效避免了雷电情况下大面积停电现象的发生;如果某一区域土壤的电阻率比较高,高压电力装置如果收到雷电袭击,绝缘子闪络现象的发生频率较高,倘若安装自动重合闸装置,就可有效的避免雷电,达到保护的效果。
3.对高压电力装置作好绝缘工作。作好高压电力装置的绝缘工作,不仅有利于提高高压电力装置的耐雷能力,还在一定程度上合理的控制建弧率,有效的降低高压电力装置发生跳闸事故的频率。如果是高杆塔,既要对接地电阻的取值尽可能减小,又要考虑高杆塔自己电感的增加带来的杆塔顶端电位出现上升的现象,那么就可利用绝缘的方式进行补偿。另一方面,要与目前阶段我国的设计章程和标准进行充分结合,线路安装了避雷线,倘若杆塔的标准高度高于40.0 m,那么杆塔的标准高度每增加10.0 m,相对应的绝缘子就要增加一片。
三、目前阶段高压电力装置防雷技术存在的问题
1.对避雷器进行选择之前,对连续雷电的冲击能力没有作好评估工作。例如碳化硅避雷器就不具备连续雷电冲击保护的能力,原因是碳化硅避雷器起保护作用时会泄放雷电流的同时也泄放工频续流,如果切断续流,所要消耗的时间为1000 μs,但是进行一次循环保护所要的时间只有远远比1000 μs多,才能恢复到原有水平进而进行下一次的保护动作。氧化锌避雷器就具备连续雷电冲击保护的能力,原因是氧化锌避雷器起保护作用时只会泄放雷电流,而不会泄放工频续流,泄放雷电流只需消耗100 μs的时间,就可立即恢复到原有水平。所以,对连续雷电的冲击能力作好评估工作是有重要意义的。
2.选择保护装置时,只评估雷电残压参数,而忽视评估和计算其他相关的保护参数。雷电保护参数有许多,例如:雷电残压参数、冲击放电电压值、工频放电电压值等,判断避雷器暂态过电压承受能力、确保稳定运行等都是以这些参数为主要依据,综合角度观察,氧化锌避雷器串联间隙以上的保护参数只有处于正常范围内,才能说这个避雷器保护功能齐全。
四、高压电力装置防雷技术水平的提升措施
1.提升和优化高压电力装置的防雷技术水平,用性能更加准确的防雷装置代替,选择避雷器时要注意几个方面的要求:(1)选择的避雷器防雷功能要完善,在达到常规防雷要求的基础上,可以比较准确的限压保护雷电的陡波和雷电的幅值;(2)选择避雷器时,要考虑整个电网运行的稳定性、安全性;(3)如果避雷器防雷保护功能比较完善,避免浪费工频能源的现象,这种避雷器不应在选择范围内;(4)选择具有对连续雷电的冲击有保护能力的避雷器。
2.用现代的串联间隙氧化锌避雷器代替传统的管型避雷器和保护间隙,串联间隙氧化锌配电避雷器为35kV,雷电残压要小于134 kV,电站型要小于117 kV;对于配电、电动机、电站的避雷器,用串联间隙氧化锌避雷器逐步代替无间隙氧化锌避雷器和碳化硅避雷器。
3.对高压电力装置可以进行多级防护,架设避雷线,同时电容器组可以在线路上和电容器侧分别装设避雷器。在基杆塔处接地的位置架设避雷线,档距中两根避雷线即可组成一个闭合回路,利用一个小间隙实现绝缘的目的。这样既保护了绝缘子,又可使得高压电力装置受到雷电袭击时起到分流作用,对装置起到保护的作用。
4.可以改造接地系统,使接地系统更牢固可靠。对高压电力装置使用的方式为多支外引,采用多支外引的形式时要以地级干线自身的电阻为基础,外引式接地极必须要在100米范围内;同时架设耦合电线,降低过电压,降低事故发生的频率。
五、結语
目前阶段我国的传统的高压电力装置的防雷技术已经广泛应用多年,如果想要对这些技术进行彻底的改革,难度系数非常大,但是,我们必须尽最大努力完善和发展我国现有的防雷技术。如果社会各界都可秉承进步发展的思维观点,那么大幅度提升我国的防雷技术是非常有希望的。在开展实际工作的过程中,工作人员必须以现有的高压电力装置的防雷技术水平为基础,新的防雷技术和机械的引入必须科学和合理,不断对装置设备的防雷性能进行优化,并且改革工作要积极、要坚持,最大可能性的提高高压电力装置的防雷效果,为我国高压电力装置防雷技术水平的提升打好坚实有效地基础。
参考文献:
[1]罗真海, 陈勉, 陈维江等. 110 kV, 220 kV架空输电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究[J]. 电网技术, 2002, 26(10): 41-47.
[2]谷山强, 何金良, 陈维江等. 架空输电线路并联间隙防雷装置电弧磁场力计算研究[J].中国电机工程学报, 2006, 26(7): 140-145.
[3]张怡箬, 张勇光, 效云霞等. 新型防雷分流装置浪涌保护器的主要技术特性与使用方法研究[J]. 甘肃科技, 2012, 28(21): 53-54, 70.
关键词:高压电力装置 防雷技术 提升措施
一、引言
在高压电力装置发展的初始阶段,进行电力供应的架空线路都是采用裸露的导线,通常情况下,架空导线距离地面的空间大约为6-18 m,遭受雷电袭击的危险系数比较高,从而击穿设备装置、线路的绝缘部分,进而损坏设备和线路,雷电过电压的危害主要指雷电入侵波,此文章对于直击雷预防的避雷针、避雷线不予以讨论。对于避雷器和保护间隙,他们之所以可以起到保护电压的作用主要是利用间隙击穿接地从而降压放电,但是,他们起到保护作用的同时,接地故障、相间短路故障发生的概率就会增大,从而暴露了保护作用并不完善的缺陷。目前阶段,我国高压电力装置防雷保护中仅仅在线路保护中得到应有,同时配合使用自动重合闸设备,尽最大限度降低线路停电故障发生的频率。目前阶段,高压电力装置防雷技术仍旧存在许多方面的问题和缺点,例如:技术水平较低、防雷保护性能不完善、防雷保护功能不完全等。为了更有效地提高高压电力装置的防雷效果,对高压电力装置防雷技术水平的完善和提高是重中之重,因此,文章围绕这个问题进行全面的分析和讨论。
二、目前阶段高压电力装置防止雷电的措施
对于整个电力系统而言,雷电袭击是我们重点关注的安全性问题,如果输电线路遭受雷击,线路的绝缘部分就会受到损坏,高压电力装置发生跳闸事故的几率增大,使得电力装置不能安全、平稳、有效的供应电力,严重威胁人们的财产安全和生命安全。所以,对高压电力装置进行雷电防止是非常必要且有重要意义的,目前阶段我国高压电力装置防止雷电的技术主要包括以下几点:
1.如果线路出现交叉跨越,就要防止由于雷电出现跳闸事故。由于雷电的袭击,在线路出现交叉的位置极易出现闪络的现象,而且,在进行线路的设计时,通常情况下会预留线路交叉的档距,如果距离达不到要求,受雷电袭击后,事故范围会进一步扩大,造成非常严重的后果。所以,与高压电力装置的防雷要求进行充分结合,主要从以下几个方面进行保护:(1)利用木杆、水泥杆作为交叉档的两端,而且没有进行避雷线的设置,如果出现这种情况,就要将避雷器安装在杆塔上,建议使用管型避雷器;(2)如果交叉档的两端是通讯线路、木杆低压线路,通常情况下是在杆塔上安装防雷保护间隙;(3)利用水泥杆、铁塔作为交叉档的两端,如果出现这种情况,避雷线不管有无安装,杆塔都要进行接地。
2.将自动重合闸装置引入到线路中。发生雷电闪络后,通常情况下,线路出现跳闸事故后线路的绝缘子可以自动恢复原有的绝缘性能,在这个过程中,自动重合闸装置起到非常重要的作用,且成功率大约稳定在90%。如果某一高压线路区域出现雷电情况较少,一般情况下不会全线设置避雷线,为确保安全,全线需要安装自动重合闸装置,有效避免了雷电情况下大面积停电现象的发生;如果某一区域土壤的电阻率比较高,高压电力装置如果收到雷电袭击,绝缘子闪络现象的发生频率较高,倘若安装自动重合闸装置,就可有效的避免雷电,达到保护的效果。
3.对高压电力装置作好绝缘工作。作好高压电力装置的绝缘工作,不仅有利于提高高压电力装置的耐雷能力,还在一定程度上合理的控制建弧率,有效的降低高压电力装置发生跳闸事故的频率。如果是高杆塔,既要对接地电阻的取值尽可能减小,又要考虑高杆塔自己电感的增加带来的杆塔顶端电位出现上升的现象,那么就可利用绝缘的方式进行补偿。另一方面,要与目前阶段我国的设计章程和标准进行充分结合,线路安装了避雷线,倘若杆塔的标准高度高于40.0 m,那么杆塔的标准高度每增加10.0 m,相对应的绝缘子就要增加一片。
三、目前阶段高压电力装置防雷技术存在的问题
1.对避雷器进行选择之前,对连续雷电的冲击能力没有作好评估工作。例如碳化硅避雷器就不具备连续雷电冲击保护的能力,原因是碳化硅避雷器起保护作用时会泄放雷电流的同时也泄放工频续流,如果切断续流,所要消耗的时间为1000 μs,但是进行一次循环保护所要的时间只有远远比1000 μs多,才能恢复到原有水平进而进行下一次的保护动作。氧化锌避雷器就具备连续雷电冲击保护的能力,原因是氧化锌避雷器起保护作用时只会泄放雷电流,而不会泄放工频续流,泄放雷电流只需消耗100 μs的时间,就可立即恢复到原有水平。所以,对连续雷电的冲击能力作好评估工作是有重要意义的。
2.选择保护装置时,只评估雷电残压参数,而忽视评估和计算其他相关的保护参数。雷电保护参数有许多,例如:雷电残压参数、冲击放电电压值、工频放电电压值等,判断避雷器暂态过电压承受能力、确保稳定运行等都是以这些参数为主要依据,综合角度观察,氧化锌避雷器串联间隙以上的保护参数只有处于正常范围内,才能说这个避雷器保护功能齐全。
四、高压电力装置防雷技术水平的提升措施
1.提升和优化高压电力装置的防雷技术水平,用性能更加准确的防雷装置代替,选择避雷器时要注意几个方面的要求:(1)选择的避雷器防雷功能要完善,在达到常规防雷要求的基础上,可以比较准确的限压保护雷电的陡波和雷电的幅值;(2)选择避雷器时,要考虑整个电网运行的稳定性、安全性;(3)如果避雷器防雷保护功能比较完善,避免浪费工频能源的现象,这种避雷器不应在选择范围内;(4)选择具有对连续雷电的冲击有保护能力的避雷器。
2.用现代的串联间隙氧化锌避雷器代替传统的管型避雷器和保护间隙,串联间隙氧化锌配电避雷器为35kV,雷电残压要小于134 kV,电站型要小于117 kV;对于配电、电动机、电站的避雷器,用串联间隙氧化锌避雷器逐步代替无间隙氧化锌避雷器和碳化硅避雷器。
3.对高压电力装置可以进行多级防护,架设避雷线,同时电容器组可以在线路上和电容器侧分别装设避雷器。在基杆塔处接地的位置架设避雷线,档距中两根避雷线即可组成一个闭合回路,利用一个小间隙实现绝缘的目的。这样既保护了绝缘子,又可使得高压电力装置受到雷电袭击时起到分流作用,对装置起到保护的作用。
4.可以改造接地系统,使接地系统更牢固可靠。对高压电力装置使用的方式为多支外引,采用多支外引的形式时要以地级干线自身的电阻为基础,外引式接地极必须要在100米范围内;同时架设耦合电线,降低过电压,降低事故发生的频率。
五、結语
目前阶段我国的传统的高压电力装置的防雷技术已经广泛应用多年,如果想要对这些技术进行彻底的改革,难度系数非常大,但是,我们必须尽最大努力完善和发展我国现有的防雷技术。如果社会各界都可秉承进步发展的思维观点,那么大幅度提升我国的防雷技术是非常有希望的。在开展实际工作的过程中,工作人员必须以现有的高压电力装置的防雷技术水平为基础,新的防雷技术和机械的引入必须科学和合理,不断对装置设备的防雷性能进行优化,并且改革工作要积极、要坚持,最大可能性的提高高压电力装置的防雷效果,为我国高压电力装置防雷技术水平的提升打好坚实有效地基础。
参考文献:
[1]罗真海, 陈勉, 陈维江等. 110 kV, 220 kV架空输电线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究[J]. 电网技术, 2002, 26(10): 41-47.
[2]谷山强, 何金良, 陈维江等. 架空输电线路并联间隙防雷装置电弧磁场力计算研究[J].中国电机工程学报, 2006, 26(7): 140-145.
[3]张怡箬, 张勇光, 效云霞等. 新型防雷分流装置浪涌保护器的主要技术特性与使用方法研究[J]. 甘肃科技, 2012, 28(21): 53-54, 70.