雷电对输电线路的危害及常规有效的防雷措施
1.雷电对输电线路的危害
雷电对输电线路安全运行危害极大,常常造成绝缘子闪络事故,特别在山区、交通不便的地区,给巡视、查找故障增加不少困难。高海拔地区因特殊的地理位置,雷电时常伴有瞬间大风与急雨,极大的风速常常造成高大树木倒落导线上、输电线振动、横向碰击和倒杆断线的发生。如对这些现象处理不及时的话,就会造成电力事故,严重时会危机人们生命财产的安全。
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,尤其是在上面所述的山区输电线路中,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。经多年摸索,我国的输电线路防雷基本形成了一系列行之有效的常规防雷方法,如降低接地电阻、架设避雷线、安装自动重合闸等,但是对于一些山区线路,雷害十分频繁,降低接地电阻又极其困难,而且费用高、工作量大,效果也受到一定的限制;为此,防雷的重点就必须放在雷击跳闸事故上。
2.对雷电危害的防护
2.1常规有效的防雷措施
雷电活动一般都有明显的季节性,因此必须根据当地雷电活动的规律,结合行之有效的防雷害经验,抓紧时机及早动手。下面谈谈几种常用且行之有效的防雷害措施。
2.1.1改造线路杆塔接地装置
线路因长年运行于慌慌郊野外,受气候和土壤、环境的影响,接地网会不同程度的锈蚀和外力破坏,每隔一定时间,必须对其进行检测,根据检测结果,及时改造,确保地网的完好和合格。具体实施办法如下:
(1)组织线路人员进行杆塔接地电阻、土壤电阻率测量和检查接地装置的完好性。
(2)对雷击重点线路进行接地电阻普查测量,根据普测的情况对雷击重点区域,雷击频发性杆塔接地装置进行重点改造;对变电站终端及连续5基杆塔接地电阻不合格者进行重点改造,降低接地电阻。
(3)对线路接地引下线被盗严重的区域杆塔接地引下线采用扁钢作为引下线进行改造,确保杆塔全年接地可靠。
(4)针对不同的地形、地质、土壤结构情况采取垂直、环形和水平复合接地体进行改造,以保持各季节接地电阻合格。
(5)对超高土壤电阻率的杆塔接地网,采用换低土壤电阻率的土进行埋设,或采取延伸接地,将接地网引伸到低土壤电阻率的地方进行集中接地,降低接地电阻。
2.1.2设耦合架空地线
耦合地线的防雷机理是在雷击杆顶时起分流作用和耦合作用,因此,我们在线路雷害频发区段架设耦合架空地线。
2.1.3设辅助架空地线
辅助架空地线是自边导线挂点处至架空地线距离杆塔30米处之间安装一根架空线。可防止杆塔发生绕击。增大导线屏蔽效果,并起耦合作用。对于易发生绕击的杆塔(导线水平排列),我们可以采用此措施。
2.1.4安装消雷器
消雷器是70年代发展起来的新型防雷装置。消雷器是由离子化装置、连接线及接地装置三部分组成,是利用金属针状电极的尖端放电原理设计的。在雷云电场作用下,当尖端场强达到一定值时,周围空气发生游离后,在电场力的作用下离去,而接替它的其它空气分子相继又被游离。如此下去,从金属尖端向周围有离子电流流去。随着电位的升高,离子电流按指数规律增加。当雷电出现在消雷器及被保护设备上空时,消雷器及附近大地均感应出与雷云电荷极性相反的电荷。安有许多针状电极的离子化装置,使大地的大量电荷在雷云电场作用下,由针状电极发射出去,向雷云方向运动,使雷云被中和,雷电场减弱,从而防止了被保护物遭受雷击,达到“防雷消灾”的目的。
2.1.5预放电棒,负角保护放电棒
预放电电棒是长度为2.5米的细长针,平行线路方向安装在导线横担的端点,当发生雷电绕击时,雷云预先对装置放电,雷电流通过接地装置入地,取到防雷作用。负角保护放电棒是长度为2.5米的细长针, 垂直线路方向安装在导线横担的端点,取到防雷作用。
2.1.6换合成绝缘子
对重雷区,绝缘子污染严重的杆塔,把瓷绝缘子更换成合成绝缘子,增加绝缘强度,提高线路的耐雷水平。
2.1.7安装线路型氧化锌避雷器
氧化锌避雷器的工作原理是:雷击杆塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。
对于雷电活动强烈、土壤电阻率高、杆塔接地电阻较大,降低接地电阻非常困难的山区,可以采取安装线路型氧化锌避雷器来防雷,提高线路的耐雷水平,降低雷击故障。
2.2新技术的防雷措施
2.2.1安装引弧间隙
以往防雷工作都是以防、堵为主,而近年来,在防雷方面又出现了一种新思路,就是既然雷害是不可预测,不可避免的,那么不如顺其自然,以疏导为主,只要能找到对保证送电线路运行安全的通道来疏导雷电流,问题就解决了。而安装引弧间隙就是这一思路的产物。安装引弧间隙的目的就是用间隙保护绝缘子串,避免因放电损坏绝缘子而造成永久性故障。
2.2.2雷电定位系统防雷:
雷击输电线路是一种频发事件且危害极大,因此人们希望每次发生雷击后,都能快速确定其发生地,以便尽快查明故障损坏程度和具体情况,及时采取有效的修复措施并通过数据积累找出雷击多发地的具体位置并分析其易遭雷击的原因,以便采取有针对性的改进措施,进而提高全网的安全水平。所以,准确的雷电定位是每一位电力从业人员所极为关注的。