浅谈输电线路的防雷保护及措施
摘要:本文介绍了输电线路防雷改造原则,阐述了输电线路防雷保护,提出了输电线路防雷的主要措施。
关键词:输电线路防雷保护措施
随着电网规模的不断发展,雷击引起输电线路跳闸故障也逐年增多,严重影响线路设备安全运行,架空输电线路的雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题。
因此,寻求更有效的线路防雷保护措施,一直是供电企业工作者关注的课题。
1、输电线路防雷改造原则
(1)可控放电避雷针造价较避雷器低,保护效果好,维护工作量小。
但其保护范围有限,适用于档距小线路段。
可控放电避雷针对接地电阻的要求比较宽松,一般10欧姆以下即可,对于土壤电阻率高的地方,可以放宽到30欧姆。
(2)可控放电避雷针安装完成以后不需要定期维护,针对有的地区交通不便的实际情况具有重要意义,可以大大减轻巡视人员的工作量。
(3)根据运行经验,消雷器的防雷能力存在一定问题,故需对已加装消雷器的部分杆塔进行改造。
(4)避雷器虽造价较高,但保护效果好,杆塔、导线被雷击时,能迅速动作,适用于大档距线路段,能有效的弥补可控放电避雷针保护范围不足的盲点。
2、输电线路防雷保护
(1)装设自动重合闸。
由于雷击造成的闪络多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能,所以重合闸成功率较高。
重合闸装置作为线路防雷的一项重要措施,可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。
(2)采用消弧线圈接地方式。
对于雷电活动强烈,接地电阻又难以降低的地区,可采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式,绝大多数的单相闪络着雷接地故障能被消弧线圈所消除。
而在两相或三相着雷时,雷击引起第一相导线闪络并不会造成跳闸,闪络后的导线相当于地线,增加了耦合作用,使未闪络相绝缘子串上的电压下降,从而提高了耐雷水平。
(3)加装氧化锌避雷器。
这种方法造价高,效果最好,可以防止各种过电压,但避雷器本身需要定期检查试验,运行成本较高,对于交通不便的地方不适宜,一般用于35kV线路。
(4)采用不平衡绝缘方式。
在同杆架设的双回线路中,当采用常规的防雷措施不能满足要求时,还可以采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率。
雷击时,绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回路导线的耦合作用,提高了另一回路的耐雷水平,使之不发生闪络以保证继续供电。
(5)适当增加线路的绝缘配置,降低建弧率。
这种方法投资巨大,施工工作量也大,涉及对导线弧垂的调整。
(6)架设偶合地线。
在降低杆塔接地电阻有困难时,可以采用在导线下方架设地线的措施,其作用是增加避雷线与导线间的耦合作用,以降低绝缘子串上的电压。
此外,偶合地线还可增加对雷电流的分流作用。
(7)加装可控放电避雷针。
该装置以缓慢变化的小电流上行雷闪放电形式泄放雷云电荷,从而避免强烈的下行雷闪放电。
这种方法造价比较便宜,使用效果好,但对大档距线路保护范围不足。
(8)架设避雷线。
避雷线是高压和超高压输电线路最基本的防雷措施,它主要目的是防止雷直击导线。
另外,避雷线对雷电流还有分流作用,可以减小流入杆塔的雷电流,使杆塔顶电位下降;对导线有耦合作用,可以降低导线上的感应过电压。
(9)降低杆塔接地电阻。
对于一般高度的杆塔,降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。
土壤电阻率低的地区,应充分利用赶的自然接地电阻,采用与线路平行的地中伸长地线的办法可以因其与导线间的耦合作用而降低绝缘子串上的电压,从而使线路的耐雷水平提高。
3、输电线路防雷的主要措施
(1)分流。
分流就是在一切从室外来的导线与接地线之间并联一种适当的避雷器。
当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地。
分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气电子设备的关键措施。
由于雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备,这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的,所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。
(2)屏蔽。
屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。
屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。
(3)接地。
接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。
过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。
接地是防雷系统中最基础的环节。
接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。
防雷接地是防雷设施安装验收规范中最基本的安全要求。
(4)接闪。
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。
把一定保护范围的闪电放电捕获到,纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。
避雷针是一种主动式接闪装置,其功能就是把闪电电流引导入大地。
(5)均压连接。
接闪装置在捕获雷电时,引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。
为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置。
金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。
这样在闪电电流通过时,所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。
完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。
4、结语
输电线路的防雷保护应成为输电线路运行维护的重点。
在确定输电线路的防雷方式时,应全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、线路所经地区雷电活动的强弱、地形地貌的特点、土壤电阻率的高低等条件,结合当地原有线路的运行经验,根据技术经济比较的结果,因地制宜采取合理的保护措施,确保输电线路安全稳定运行。
参考文献
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[2]丁颂声.浅谈高压输电线路的防雷[J].科技资讯,2007.。
