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摘要:架空输电线路占据国内电网系统中很大的一部分,一旦架空输电线路出现问题,整体的电网结构将会受到严重的影响。因此为了进一步提高输电线的抗雷击能力,设计人员需要深入分析输电线路防雷接地设计中的问题,并就如何做好架空输电线路的防雷与接地设计方面提出了针对性的改善措施,旨在通过对架空输电线路防雷与接地的深入研究,对当前输电线路的优化设计、提高架空输电线路的防雷与接地水平提供借鉴与参考。
关键词:架空输电线路;防雷;接地设计
现阶段,随着社会生产力和科学技术水平的不断提升,电力作为生产活动以及日常生活中最为常见的能源,其运输的载体——电力线路就需要具备更强的传输能力和传输稳定性。为了进一步提升输电线路的传输距离和传输规模,目前输电线路建设呈现明显的大型化和高空化趋势。通过架空输电线路完成电能传输的距离将会越来越大。架空输电线路施工过程中所耗费的成本较低,同时检修工作十分便利,具有强大的实践价值,但是由于其直接暴露在外界环境当中,在外部环境的干扰下可能会发生雷击事故,在下文中笔者将以此为基础,对其防雷接地设计相关细节进行详细的分析。
一、进行架空输电线路防雷与接地设计的必要性
1.架空输电线路的组成基本包含了杆塔、架空地线、绝缘子串、导线以及接地装置等部分。在架空输电线路中,绝缘体将输电线路固定在杆塔上,是确保电力传输质量的关键设备。架空输电线路的运行环境较为特殊,是在完全露天的情况下运行,很大限度上会受到来自自然环境方面的影响,尤其是在风雨雷电等天气情况下,若是缺乏必要且有效的防雷电措施,很容易造成架空输电线路发生跳闸故障,从而影响整个电力线路的正常运行,影响电力输送。根据以往的故障经验统计,在架空输电线路的正常运行中,因为雷击而造成的线路跳闸现象占总跳闸故障的比例高达2/3。
2.在架空输电线路广泛应用的当今社会,保障架空输电线路的安全运行是当今工作的重点内容,必须做好输电线路的防雷击设计,避免因雷击导致的输电线路跳闸现象。同时在架空输电线路的防雷击设计中,对接地进行特别设置是必不可缺的,要重视对接地装置的设计,使架空输电线路能够具备良好的防雷击功能。
二、输电线路防雷接地设计的问题
1.接地方式不合理
现阶段,随着输电线路避雷接地技术的不断发展,接地的方式也越来越多,但是由于设计人员对输电线建设地点情况的掌握不够全面、考虑不够周到以及部分设计人员专业技术水平不足,导致了在输电线路防雷接地设计上,接地方式的选择不合理,无法满足工作要求,使雷电电流不能可靠的导入大地中,造成杆塔顶电位升高,对线路进行反击,因此在输电线路的设计中可能会出现接地方式不合理的设计问题,降低了防雷接地设施的建设效果,使电力系统在运行过程中出现潜在的风险,不利于电力企业的稳定长远发展。
2.设计方面影响因素
设计路径方案是架空输电线路设计的基础性工作,对架空输电线路的整体性能有着直接的影响。工作人员在设计过程中首先要对设计路径进行雕琢,从导线、底线、绝缘配合以及防雷设计等方面入手,明确具体的电气距离,同时还要对杆塔和基础形式进行优化和细致化的通信保护。在电网建设基础越来越成熟的情况下,电力线路设计的工作量逐渐加大,同时设计时间相应减少,此外现阶段输电线路的通道地形以及土壤结构都存在一定的复杂性,经常会出现勘测不到位的现象,一些电力工作人员在工作量的制约下,没有按照实际土壤电阻率进行计算,从而导致杆塔的接地形式不符合施工现场的实际需求,造成设计出现严重偏差,最终对架空输电线路的抗雷击性能造成严重的影响。
3.来自线路环境方面的影响
由于架空输电线路需要架空设计,因而大部分线路会暴露在露天环境中,很容易遭受恶劣自然环境的影响。我国国土面积十分辽阔,不同地区的自然环境之间也存在很大的差异,这些各地自然条件的差异,又给输电线路的设计造成了一定影响,因此,架空输电线路的设计需要结合当地的实际情况进行针对性的设计。另外,接地电阻会受到土壤、地形以及地质条件等自然环境的影响。
三、架空输电线路防雷与接地具体设计措施
1.降阻剂的使用
顾名思义,降阻剂的使用,是能够有效的降低土壤中的电阻率的,因此,为了提升架空输电线路的接地设计工作的质量,工作人员需要科学合理的使用降阻剂,笔者进行实际的调查之后发现,现阶段的降阻剂具有导电性能以及土壤深入率比较高的特点,相关的工作人员如果能够将其在山区、岩石地区进行应用的话,是能够有效的降低土壤的电阻率,并且提升接地设计的效果的,除此之外,降阻剂的应用使得电流分散能力也得到了比较大的提升。
2.优化绝缘子设计
为了进一步提高输电线路的绝缘水平,保证防雷接地设施的正常运行,设计人员应当优化绝缘子设计,提高防雷接地设施的运行效果。在设计工作中,设计人员应该优先选择制作技术水平高的优质绝缘子,并充分考虑实际情况衡量绝缘子维修更换工作的难易程度,尽量降低操作难度,同时也要保证设计方案的可靠性,就目前来讲,有机合成绝缘虽然相较于陶瓷、玻璃绝缘子性能稍差一些,但是由于其具备抗击穿结构,可以在受雷击时规避不可逆现象,所以设计人员可以根据当地的情况选择合适的绝缘子来提高输电线路抗雷击水平。
3.改进架空输电线路的防雷设计
首先要架设避雷线,这是输电线路防雷击设计中最基础的一项措施,也是最有效的一项措施。它既能够有效防止雷電直击导线,还能够确保导线的屏蔽和耦合作用,同时也能够减小经过杆塔的电流。通常情况下,输电线路的电压越高,架设避雷线的效果也就越好,其造价在总造价中的比重也就越低。电压在110kV以上的输电线路都应架设避雷线,同时根据不同的电压大小架设不同角度的避雷线,减小避雷线路的保护角度,有效减小雷电的集中率,同时要相应地增加杆塔的高度,并特别注意杆塔上两个相邻避雷线之间的设计距离。其次要安装输电线路自动重合闸装置,这也是一种有效的架空输电线路防雷措施。线路自动重合闸能够有效地减少雷击故障的发生,减少跳闸时间,提高输电线路运行的可靠性。安装输电线路自动重合闸装置,能够在输电线路受到雷电影响跳闸时自动重合成功,并能够迅速恢复线路的绝缘属性。再次还要采用差绝缘或是不平衡绝缘的方式加强线路的绝缘设计。为了提高输电线路的防雷水平,可以适当加强线路的绝缘配合,改善线路绝缘子的性能。通过近几年输电线路建设的实践经验,在高的杆塔上增加绝缘子数量,能够提高绝缘子串的冲击闪络电压值,有效提高线路的抗雷能力,降低因雷击发生的跳闸故障。除此之外,安装线路型避雷器、增设塔顶的防雷拉线或是增加耦合地线等措施,也有助于增强架空输电线路的防雷设计。安装线路型避雷器不管是对雷击导线、杆塔顶,或是避雷线的防雷都是很有效的。而对于经常受到雷击的部分,可以在导线下加装一条耦合地线,帮助避雷线的耦合与分流,从而间接地降低接地电阻。同时,在雷击发生的重点区域,也可以通过架设塔顶的防雷拉线起到一定的屏蔽和分流作用。
结论
简而言之,目前电力企业在输电线路防雷设计上依然存在问题。所以,在这种情况之下,其防雷和接地方面的设计工作质量就变得非常重要,在提升过程中,相关的工作人员需要对实际的施工情况进行研究和分析,使得架空输电线路长期稳定运行得到基本的保障。
参考文献
[1] 关世照.高压输电线路电气设计的问题及改进建议[J].科技风,2018(5):103-103.
[2]邓罗清.浅谈输电线路防雷接地措施的重要性和维护策略[J].山东工业技术,2019(6).
关键词:架空输电线路;防雷;接地设计
现阶段,随着社会生产力和科学技术水平的不断提升,电力作为生产活动以及日常生活中最为常见的能源,其运输的载体——电力线路就需要具备更强的传输能力和传输稳定性。为了进一步提升输电线路的传输距离和传输规模,目前输电线路建设呈现明显的大型化和高空化趋势。通过架空输电线路完成电能传输的距离将会越来越大。架空输电线路施工过程中所耗费的成本较低,同时检修工作十分便利,具有强大的实践价值,但是由于其直接暴露在外界环境当中,在外部环境的干扰下可能会发生雷击事故,在下文中笔者将以此为基础,对其防雷接地设计相关细节进行详细的分析。
一、进行架空输电线路防雷与接地设计的必要性
1.架空输电线路的组成基本包含了杆塔、架空地线、绝缘子串、导线以及接地装置等部分。在架空输电线路中,绝缘体将输电线路固定在杆塔上,是确保电力传输质量的关键设备。架空输电线路的运行环境较为特殊,是在完全露天的情况下运行,很大限度上会受到来自自然环境方面的影响,尤其是在风雨雷电等天气情况下,若是缺乏必要且有效的防雷电措施,很容易造成架空输电线路发生跳闸故障,从而影响整个电力线路的正常运行,影响电力输送。根据以往的故障经验统计,在架空输电线路的正常运行中,因为雷击而造成的线路跳闸现象占总跳闸故障的比例高达2/3。
2.在架空输电线路广泛应用的当今社会,保障架空输电线路的安全运行是当今工作的重点内容,必须做好输电线路的防雷击设计,避免因雷击导致的输电线路跳闸现象。同时在架空输电线路的防雷击设计中,对接地进行特别设置是必不可缺的,要重视对接地装置的设计,使架空输电线路能够具备良好的防雷击功能。
二、输电线路防雷接地设计的问题
1.接地方式不合理
现阶段,随着输电线路避雷接地技术的不断发展,接地的方式也越来越多,但是由于设计人员对输电线建设地点情况的掌握不够全面、考虑不够周到以及部分设计人员专业技术水平不足,导致了在输电线路防雷接地设计上,接地方式的选择不合理,无法满足工作要求,使雷电电流不能可靠的导入大地中,造成杆塔顶电位升高,对线路进行反击,因此在输电线路的设计中可能会出现接地方式不合理的设计问题,降低了防雷接地设施的建设效果,使电力系统在运行过程中出现潜在的风险,不利于电力企业的稳定长远发展。
2.设计方面影响因素
设计路径方案是架空输电线路设计的基础性工作,对架空输电线路的整体性能有着直接的影响。工作人员在设计过程中首先要对设计路径进行雕琢,从导线、底线、绝缘配合以及防雷设计等方面入手,明确具体的电气距离,同时还要对杆塔和基础形式进行优化和细致化的通信保护。在电网建设基础越来越成熟的情况下,电力线路设计的工作量逐渐加大,同时设计时间相应减少,此外现阶段输电线路的通道地形以及土壤结构都存在一定的复杂性,经常会出现勘测不到位的现象,一些电力工作人员在工作量的制约下,没有按照实际土壤电阻率进行计算,从而导致杆塔的接地形式不符合施工现场的实际需求,造成设计出现严重偏差,最终对架空输电线路的抗雷击性能造成严重的影响。
3.来自线路环境方面的影响
由于架空输电线路需要架空设计,因而大部分线路会暴露在露天环境中,很容易遭受恶劣自然环境的影响。我国国土面积十分辽阔,不同地区的自然环境之间也存在很大的差异,这些各地自然条件的差异,又给输电线路的设计造成了一定影响,因此,架空输电线路的设计需要结合当地的实际情况进行针对性的设计。另外,接地电阻会受到土壤、地形以及地质条件等自然环境的影响。
三、架空输电线路防雷与接地具体设计措施
1.降阻剂的使用
顾名思义,降阻剂的使用,是能够有效的降低土壤中的电阻率的,因此,为了提升架空输电线路的接地设计工作的质量,工作人员需要科学合理的使用降阻剂,笔者进行实际的调查之后发现,现阶段的降阻剂具有导电性能以及土壤深入率比较高的特点,相关的工作人员如果能够将其在山区、岩石地区进行应用的话,是能够有效的降低土壤的电阻率,并且提升接地设计的效果的,除此之外,降阻剂的应用使得电流分散能力也得到了比较大的提升。
2.优化绝缘子设计
为了进一步提高输电线路的绝缘水平,保证防雷接地设施的正常运行,设计人员应当优化绝缘子设计,提高防雷接地设施的运行效果。在设计工作中,设计人员应该优先选择制作技术水平高的优质绝缘子,并充分考虑实际情况衡量绝缘子维修更换工作的难易程度,尽量降低操作难度,同时也要保证设计方案的可靠性,就目前来讲,有机合成绝缘虽然相较于陶瓷、玻璃绝缘子性能稍差一些,但是由于其具备抗击穿结构,可以在受雷击时规避不可逆现象,所以设计人员可以根据当地的情况选择合适的绝缘子来提高输电线路抗雷击水平。
3.改进架空输电线路的防雷设计
首先要架设避雷线,这是输电线路防雷击设计中最基础的一项措施,也是最有效的一项措施。它既能够有效防止雷電直击导线,还能够确保导线的屏蔽和耦合作用,同时也能够减小经过杆塔的电流。通常情况下,输电线路的电压越高,架设避雷线的效果也就越好,其造价在总造价中的比重也就越低。电压在110kV以上的输电线路都应架设避雷线,同时根据不同的电压大小架设不同角度的避雷线,减小避雷线路的保护角度,有效减小雷电的集中率,同时要相应地增加杆塔的高度,并特别注意杆塔上两个相邻避雷线之间的设计距离。其次要安装输电线路自动重合闸装置,这也是一种有效的架空输电线路防雷措施。线路自动重合闸能够有效地减少雷击故障的发生,减少跳闸时间,提高输电线路运行的可靠性。安装输电线路自动重合闸装置,能够在输电线路受到雷电影响跳闸时自动重合成功,并能够迅速恢复线路的绝缘属性。再次还要采用差绝缘或是不平衡绝缘的方式加强线路的绝缘设计。为了提高输电线路的防雷水平,可以适当加强线路的绝缘配合,改善线路绝缘子的性能。通过近几年输电线路建设的实践经验,在高的杆塔上增加绝缘子数量,能够提高绝缘子串的冲击闪络电压值,有效提高线路的抗雷能力,降低因雷击发生的跳闸故障。除此之外,安装线路型避雷器、增设塔顶的防雷拉线或是增加耦合地线等措施,也有助于增强架空输电线路的防雷设计。安装线路型避雷器不管是对雷击导线、杆塔顶,或是避雷线的防雷都是很有效的。而对于经常受到雷击的部分,可以在导线下加装一条耦合地线,帮助避雷线的耦合与分流,从而间接地降低接地电阻。同时,在雷击发生的重点区域,也可以通过架设塔顶的防雷拉线起到一定的屏蔽和分流作用。
结论
简而言之,目前电力企业在输电线路防雷设计上依然存在问题。所以,在这种情况之下,其防雷和接地方面的设计工作质量就变得非常重要,在提升过程中,相关的工作人员需要对实际的施工情况进行研究和分析,使得架空输电线路长期稳定运行得到基本的保障。
参考文献
[1] 关世照.高压输电线路电气设计的问题及改进建议[J].科技风,2018(5):103-103.
[2]邓罗清.浅谈输电线路防雷接地措施的重要性和维护策略[J].山东工业技术,2019(6).