输电线路防雷措施_输电线路防雷的分析

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　　摘要:文章分析了雷电这一自然现象的危害性,尤其对输电线路的危害性。通过对输电线路的防雷设计,全面剖析了电力系统中如何提高输电线路防雷水平,从而有效地降低输电线路雷击跳闸率,减少雷电对电网安全运行的影响。
　　关键词:输电线路;防雷水平;防雷设计
　　中图分类号:TM726 文献标识码:A
　　文章编号:1674-1145(2010)02-0165-02
　　
　　 电力工业是国民经济的重要部门之一,成为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力,又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系,国民经济要高速发展电力工业必须先行。架空输电线路是电力工业发、输、变三大主要组成部分之一,架空输电线路纵横交错延绵不断地分布在旷野上,而自然界气候千变万化使得输电线路极易遭雷击,如果防雷措施采用不好,大可引起绝缘子遭雷击闪络或绝缘子损坏、架空地线和输电线路断线、并造成线路跳闸雷击时产生的侵入波过电压传入变电站,还可能引起站内设备损坏造成更大的设备事故,因此输电线路的防雷一直是影响电力系统安全可靠运行的一个重要环节。
　　据统计电网中的事故以输电线路的故障占大部分,输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大,尤其是在山区的输电线路中线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的,据运行记录架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的,所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障进而降低电网中事故的发生频率。
　　
　　一、输电线路防雷设计方法
　　
　　目前,我国输电线路防雷设计主要从以下几个方面着手进行:合理选择线路路径;架设避雷线;降低杆塔接地电阻;在部分地段装设避雷器;提高线路整体绝缘水平。
　　这几种方法在目前的输电线路防雷设计中运用得非常多,在线路路径受地形和投资限制,选择范围不大的情况下,架设避雷线、降低杆塔接地电阻、装设避雷器、提高线路绝缘水平成为防雷设计的主要方法。避雷线、杆塔接地电阻、避雷器、线路绝缘的设计标准在各类规程和技术规范都有较为详细的阐述。
　　在选择设计输电线路的防雷设施时,应按照当地的雷电活动情况、系统的中性点接地方式、输电线路的绝缘情况、有无自动重合闸或备用自投装置、负荷的重要程度等各项条件来综合考虑,并按照技术经济比较的结果来作出决定采用最佳保护方案。
　　在输电线路防雷设计中,必须紧密结合当前电力生产和建设中的课题,不断收集和积累各种数据和资料,经常总结防雷保护工作中的经验教训,提出新的更加有效的保护技术措施,制造相应的保护装置,以满足不断发展的电网的需要。输电线路防雷保护工作必须一切从实际出发,要充分听取各种意见,科研、设计、施工和运行部门应紧密结合,通力协作,根据当地雷电活动情况和电力网的具体特点等,进行充分的技术经济论证,保证防雷保护的设计方案技术先进、方案合理。
　　
　　二、输电线路防雷击保护措施
　　
　　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、线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特征、土壤电阻率的高低等条件,并结合当地己有线路的运行经验,进行全面的技术经济比较,从而确定出合理的保护措施。
　　 (一)合理选择输电线路路径
　　大量运行经验表明,线路遭受雷击往往集中于线路的某些地段。我们称之为选择性雷击区,或称为易击区。线路若能避开易击区,或对易击区线段加强保护,则是防止雷害的根本措施。如山区风口以及顺风的河谷和峡谷等处;铁塔周围有鱼塘、水库、湖泊、沼泽地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等处。
　　 (二)架设避雷线
　　1.架设避雷线。架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低(一般不超过线路的总造价的10%)。因此规程规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,66kV线路一般也应全线架设避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,保证雷电不致绕过避雷线而直接命中导线,应当减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°~30°。
　　2.采用绝缘避雷线防雷。送电线路的避雷线除用作防雷外,还有多方面的综合作用,如实现载波通信;降低不对称短路时的工频过电压、减小潜供电流;作为屏蔽线以降低电力线对通信线的干扰等。按照用途之不同,避雷线悬挂方式有两种,一种是直接悬挂于铁塔上,另一种是经过绝缘子与铁塔相连,即使避雷线对地绝缘。
　　 (三)降低铁塔接地电阻
　　1.避雷线与塔脚电阻相配合。避雷线与塔脚电阻相配合,在雷击时能够起到大幅度降压的作用,故而对66kV以上的混凝土杆或铁塔线路,是一种最有效的防护措施。
　　2.输电线路接地装置的型式
　　 (四)安装线路避雷器
　　即使在全线架设避雷线,也不能完全排除在导线上出现过电压的可能性,安装线路避雷器可以使由于雷击所产生的过电压超过一定的幅值时动作,给雷电流提供一个低阻抗的通路,使其泄放到大地,从而限制了电压的升高,保障了线路、设备安全。雷击铁塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相邻铁塔,另一部分雷电流经铁塔流入大地,铁塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。
　　 (五)架设耦合地线
　　在降低铁塔接地电阻有困难时,可采用架设耦合地线的措施,即在导线下方(或附近)再架设一条地线。它的作用主要有以下方面:
　　1.加强避雷线与导线间的耦合,从而减少绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量;
　　2.增加了雷击塔顶时向相邻铁塔分流的雷电流。运行经验表明,耦合地线对减小雷击跳闸率的效果是显著的,尤其在山区的输电线路其效果更为明显。我国曾对66kV和220kV有避雷线线路采用过加装耦合地线的作法。
　　 (六)采用中性点非有效接地方式
　　多年来的运行经验表明,在电力系统中的故障和事故,至少有60%以上是单相接地。但是,当中性点不接地的电力系统中发生单相接地故障时,仍然保持三相电压的平衡,并继续对用户供电,使运行人员有足够的时间来寻找故障点并作及时的处理。
　　 (七)装设自动重合闸装置
　　由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。因此,各级电压等级的线路均应尽量安装自动重合闸装置。加装线路自动重合闸作为线路防雷的一种有效措施,在线路正常运行中和保证供电可靠性上都发挥了积极的作用,但应对瞬时故障加强巡视、分析和判断,并及时予以查清处理,防止给线路安全运行遗留隐患。
　　 (八)某些重点地段的保护措施
　　1.发电厂及变电所进线段的保护。未沿全线架设避雷线的35~66kV架空送电线路,应在变电所1~2km的进线段架设避雷线,并应在发电厂、变电所进线段,在电缆与架空线的连接处应装设阀形避雷器。连接电缆段的1km架空线路应架设避雷线。
　　2.对线路交叉跨越档的保护。10kV及以上同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通讯线路交叉时,交叉档一般。
　　 (九)合理选择输电线路的绝缘配合
　　绝缘配合要综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压(工作电压及过电压)、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性,合理地确定设备必要的绝缘水平,以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失,达到在经济和安全运行上总体效益最高的目的。
　　
　　三、结语
　　
　　安装输电线路时,安装单位要严格按有关规程、规范进行施工,讲究施工工艺,确保施工质量,并使用优质合格的原材料。安装过程中,应由运行单位和工程监理严格把关,全过程参与,及时监督和检查以确保工程质量。输电线路投入运行后,运行单位要加强运行维护做好防雷技术管理工作,并将防雷与防污工作结合起来进行,对老旧线路要投入相当的资金进行大修改造,避免线路运行年久、设备老化而降低其耐雷水平。线路由于雷害引起故障跳闸后,要及时运用雷电定位系统来查找雷电事故,并通过重合闸、备自投装置等尽快恢复供电。
　　
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