高压不对称轨道电路防雷【高压架空线路防雷措施的综述】

  摘要:由于受雷击的影响给输电线路带来了很大的危害,因此,加强输电线路雷害保护措施的研究与改善势在必行。为了保证输电线路安全供电,采取有效的防雷保护措施是保证电网安全可靠运行的关键。
  关键词:高压架空;线路防雷;措施
  中图分类号: TM723文献标识码:A文章编号:
  引言
  随着我国经济的快速发展,电力需求也在不断的增加,作为电网运行最为关键的输电线路而言,其安全可靠的运行是电力系统中的重要环节。由于受雷击的影响给输电线路带来了很大的危害。因此,加强输电线路雷害保护措施的研究与改善势在必行。
  1、雷害原因分析
  输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放电通道,导致线路绝缘击穿,这种过电压也称为大气过电压,可分为直击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道,从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷,因此雷击和接地装置的完好性有直接的关系。
  输电线路感应雷过电压最大可达到400KV左右,它对35KV 及以下线路绝缘威胁很大,但对于110KV及以上线路绝缘威胁很小,110kV 及以上输电线路雷击故障多由直击雷引起,并且同接地装置的完好性有直接的关系。直击雷又分为反击和绕击,都严重危害线路安全运行。在采取各种防雷措施之前,应该对雷击性质进行有效分析,准确分析每次线路故障的闪络类型,采用针对性强的防雷措施,才能达到很好的防雷效果。
  反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压,主要与绝缘强度和杆塔接地电阻有关,一般发生在绝缘弱相,无固定闪络相别,所以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻,加强绝缘,提高耐雷水平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压,主要与雷电流幅值,线路防雷保护方式,杆塔高度,特殊地形有关,主要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保护角,安装避雷器等。
  实际运行经验表明:山区线路由于地形因素的影响和有效高度的增加,绕击率较高;平原,丘陵地区的线路则以反击为主。山区线路选择良好的防雷走廊,减小避雷线保护角,加强绝缘是最有效的防雷措施。对于平原,丘陵地区的线路降低接地电阻是最有效的防雷措施。
  2、高压架空输电线路防雷保护的现状
  2.1架空输电线路防雷保护的现状
  电在人们的生活生产中发挥着重要的作用,而雷击会影响高压架空输电线路的正常工作,甚至产生一系列的安全问题。尽管近年来我国相关部门加强了对线路防雷的研究,从而使因雷击导致线路跳闸的现象逐年减少,但在电网中,因雷击引起线路跳闸的情况仍有发生,这就说明,我们在高压架空输电线路的防雷保护工作还不够完善,还需要进一步的研究与探讨。
  2.2高压输电线路遭受雷击的事故主要有线路绝缘子的50%的放电电压,有无架空地线,雷电流强度,杆塔的接地电阻这几个原因。在进行高压输电线路设计时,要先明确高压输电线路遭雷击跳闸的原因,然后有针对性选择防雷方式。所以说要制定完善的防雷保护方案,首先要求我们对雷击活动的规律进行研究,要搞清楚它是因何原因而发生的,从而有针对性的进行防雷保护
  1)雷击多发生于地形复杂、高差大、山谷风口等地方。在这些特殊环境中,雷击的频率很高,雷云与地面之间雷击的概率在每个雷电日平方公里中可达0.015次。
  2)雷击一般大多是发生在绝缘薄弱的耐张杆上的,目前的技术要求上使直线杆塔绝缘配置有了提高,但相应耐张杆塔的绝缘配置未调,从而导致其绝缘子要承受较之之前更大的机械负荷,使得耐张杆绝缘薄弱点产生。
  3)雷击打多发生在高山上或土壤电阻率高的地方,接地装置深埋地下,长时间的腐蚀会导致导体有效截面减少,使其分散雷电流的能力减弱,甚至引发接地体断裂。不合格的接地电阻容易造成反击,引发绝缘闪络,雷击跳闸与接地电阻的变化成正比。
  4)避雷线保护角大的杆塔也是雷击多发地,雷电保护角就是指在避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角,它主要是保护导线不被雷击中,但实际上,它在雷击保护中起到的作用被弱化,不仅没有有效保护绝缘子串,同时对导线产生了一定的绕击可能。
  3、减少雷击跳闸的保护措施
  3.1线路交叉跨越时的保护措施
  对线路互相交叉跨越电压较低的线路,为保证雷击交叉档距使交叉点不发生闪络,交叉距离应符合规程要求。对交叉档一般需采取以下保护措施:a. 交叉档两端的水泥杆或铁塔,不论有无避雷线,均应将杆塔接地。b. 交叉档两端为木杆或木横担的水泥杆且无避雷线,应在杆上装设管型避雷器或保护间隙。c. 交叉档两端为杆的低压线路或通讯线路时,应在杆上装设保护间隙。
  3.2装设线路自动重合闸
  线路绝缘子在雷击闪络后,通常能在线路跳闸后自动恢复绝缘性能,所以自动重合闸的成功率可达75%~95% ,35 kv及以下输电线路略低些。少雷区的110 kv线路通常不沿全线架设避雷线,但应装设自动重合闸,以防万一雷击跳闸时停电。高土壤电阻率地区的输电线路雷击后容易产生绝缘子闪络,因此也必须装设自动重合闸。
  在中性点直接接地电网中,绝大多数雷击是单相闪络,若采用单相重合闸,可以减少断路检修工作量,并提高供电可靠性。
  3.3加强线路绝缘
  加强线路绝缘可提高耐雷水平和直接降低建弧率,这对于降低线路跳闸率有利的。对于个别高杆塔,在充分降低接地电阻前提下,再考虑由于高杆塔本身电感增大而使雷击杆塔顶电位升高的因素,适当增加绝缘进行补偿。设计规程规定,对有避雷线保护的线路,标杆塔高度超过40m,每超过10m高度,应增加1片绝缘子;对无避雷线保护杆塔高度超过40m,若采用保护间隙或管型避雷保护的也应增加1片绝缘子。
  3.4采用中性点消弧线圈接地
  宜采用电力网中性点经消弧线圈接地或自动重合装置,以减少停电次数。
  3.5增加耦合地线
  耦合地线虽然不能减少绕雷率,但在雷击杆顶时能起分流作用和耦合作用。经验证,增加耦合作用地线的线路,雷击跳闸率约降低1/2。但目前运行的线路上装设耦合地线时,要验算杆塔强度,对导线和地面的距离,还应验算平时耦合地线与导线不同摆动后的距离。因此,在装设单避雷线和双避雷线或降低接地电阻有困难时,才架设耦合地线。
  3.6加装避雷器
  线路上装避雷器后,当输电线路遭受雷击时,雷电流的分流将发生变化,一部分雷电流从避雷线传入相临杆塔,一部分经塔体入地,当雷电流超过一定值后,避雷器动作加入分流。雷电流在流经避雷线和导线时,由于导线间的电磁感应作用,将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流,这种分流的耦合作用将使导线电位提高,使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压,绝缘子不会发生闪络。因此,线路避雷器具有很好的钳电位作用,这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。
  4、结束语
  高压架空线路的防雷保护应该从工程设计阶段就加以重视,根据实地情况,因地制宜,采取有针对性、可行性的防雷保护方案。在防雷设施的选择上要注重设备的专业性、可靠性;同时,严格遵守等电位的原则,综合考虑防雷与接地,并分期分部的做好防雷设施的检查、检测与维护。它是一项系统工程,需要我们在系统运行方式、地形地貌、土壤电阻率、运行经验等方面进行整合研究与治理,从而完成有效防雷的作用。
  参考文献:
  [1]陈曼玲.输电线路防雷分析及保护措施[J].科技资讯,2009,.
  [2]葛栋,焦飞,张翠霞,李玉茹.输电线路避雷器的应用及其安装方案[J].华北电力技术,2009.
  [3]苟文勇.刍议架空输电线路防雷保护措施[J].中国新技术新产品,2010年.