关于输电线路防雷接地设计的分析

关于输电线路防雷接地设计的分析

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【摘要】目前随着研究的深入和科技的不断发展,线路防雷技术已经非常成熟,但再好的防护设备也不能做到万无一失,每年雷电对输电线路造成损害的事故时有发生,因此我们在做好防雷工作的同时,还要不断加强学习研究,以提高防雷水平,减少事故发生。本文对输电线路防雷接地设计进行了分析。

【关键词】输电线路;防雷;接地;设计

我国地域广阔,不同的地区气候状况都会有所不同。鉴于输电线路长期处于室外环境中,雷雨天气运行是不可避免的。要确保输电线路在雷电天气时依然处于稳定的运行状态,就要充分认识到输电线路采取防雷接地措施的必要性,做好输电线路防雷接地设计工作,同时还要进行必要的技术维护,以确保防雷接地效果良好。

1防雷接地对于输电线路的重要性意义

1.1避免出现输电故障

输电线路主要由接地装置、地线、导线等组成,绝缘体扮演着电能传输质量的重要地位。在实际工作中,有些输电线路进行了防雷接地的设计,为了确保输电线路的最大防雷性能,必须做好定期的设备维护工作,否则就容易出现线路雷击问题,比如由线路雷击而引发的跳闸现象。受到雷击现象的影响,电力传输质量较低,不能确保输电线路的正常工作。

1.2降低线路被雷击率

当输电线路处于运行状态的时候,由于线路遭到雷击会导致跳闸故障发生,在输电线路的总跳闸事故中超过2/3。要确保输电线路的运行质量,使其因雷电事故而引发的跳闸率降低,就要采取必要的防雷措施,接地设计是输电线路预防雷击的有效措施。输电线路为架空线路,则可以将杆塔充分地利用起来,经过技术处理后使其发挥雷电导流的作用,输电线路得到了保护,而避免发生跳闸事故。输电线路做好防雷接地设计工作,可以提高防雷能力,确保输电线路处于正常的运行状态。

1.3降低线路过热率

在输电线路运作过程中,受到雷击等因素的影响,跳闸故障问题经常发生,通过对防雷措施的应用,有利于进行输电线路的保护,比如架空线路,进行杆塔的充分性利用,降低跳闸事故率,提升线路的防雷接地设计效益。

2防雷接地装置的构成及功能

2.1接收装置

接收装置的主要作用就是在雷电放出的一刹那对雷电进行有效的接收。通常采用金属装置,也就是我们通常所说的避雷针、避雷线等装置。

2.2引电装置

引电装置作为一种导体而存在,用于转移电流,通常运用于间接雷击和直接雷击。该装置必须达到高强度、高耐腐蚀的基本要求。在防雷工作中起着不可或缺的衔接作用。

2.3接地装置

接地装置常包括接地线和接地体两种。其主要作用是用来防静电,保护维修人员安全,现阶段,我国的接地装置大部分采用的是25mm2的裸铜软线。

2.4接地电阻

接地电阻的本质是接地体对地电阻的总和。接地电阻作为衡量接地装置效率的参考标准,在输电线路的维护和管理上起着相当重要的作用,除此之外,接地地阻还具有辅助地极检测的性能。

3输电线路的防雷接地设计

3.1避雷装置的设计

输电线路的避雷装置有很多,包括避雷线、避雷针、避雷器等等。这些避雷装置如果在输电线路上合理安装,就会有效地发挥防雷作用。

1)避雷线

避雷线的防雷作用在于对雷电引发输电线路产生的过电流进行分流,使得输电线路的安全系数有所提高。在输电线路的防雷接地设计中,需要在输电线路的导线上敷设避雷线,以使其能够在不同的电压环境下很好地运行。如果输电线路为220kV线路,就要沿着输电线路的全线将110kV的双避雷线构建起来,如果输电线路的电压低于220kV而超过了110kV,设计单避雷线就可以起到防雷接地的作用。对于35kV的输电线路,就不需要在整个的输电线路上安装避雷线了。

2)避雷针

对输电线路防雷接地,常见的防雷装置就是避雷针。与建筑物上所安装的避雷针有所不同,输电线路上所安装的避雷针属于是转移雷电的装置,主要是在雷电天气对击中输电线路的电流起到转移的作用。如果是雷电频繁发生的区域,就需要选用上翘30°的避雷针,在输电线路的两端安装完毕,就要与导线上的避雷针构成了输电线路的防雷设备。

3)避雷器

一些输电线路会采用接地电阻进行防雷。虽然接地电阻起到一定的防雷作用,但是,防雷接地设计普遍趋于理想化而使得防雷设计存在一定的缺憾。进行避雷器设计,就是所选用的电阻避雷器为非线形的,在塔杆上与避雷器并联,当输电线路遭到雷击后,会在串联间隙开始放电,可以避免输电线路上所连接的绝缘子由于线路过热而遭到损坏。这就需要工作人员对输电线路的所处环境深入地了解,以使避雷器所安装的位置能够有效地发挥防雷作用,从而提高输电线路的雷电抵抗能力。

3.2接地电阻的设计

接地电阻就是所有的接地体对地电阻的集合体。电阻的大小是对对接地装置的有效性进行衡量的重要指标。对输电线路的运行起到了一定的管理控制作用,还能够对输电线路以有效维护。对接地电阻进行测量,对地极测接地电阻起到一定的辅助作用,使其性能充分地发挥出来。接地电阻要能够发挥防雷作用,就要促使接地电阻降低。技术处理上,就是根据电流原理,当输电线路的电流降低的时候,电阻也会相应地减小,接地电阻的防雷效果就会提升,此时,输电线路上所安装避雷装置的性能就会有所提升。之所以可以将杆塔的避雷作用充分地利用起来,就是由于塔杆的倒流接地作用使然,随着塔杆的顶电位降低,接地电阻也会相应地降低,有效地提升了接地电阻的防雷能力。

3.3装设自动重合闸刀

高压输电线上的绝缘子有着较好的自我修复性能,绝大数因为雷击而产生的工频电弧和冲击闪络在线路跳闸之后,会出现快速的游离,导致高压线路不会受到致命的破坏。所以,装设自动重合闸刀对提高高压线路的抗雷能力是极为重要的。

4输电线路防雷接地技术的维护

4.1完善线路监测系统,构建良好的防雷接地措施

①合理铺设线路。由于我国的地形、地貌比较复杂,所以在线路铺设时尽量避开雷电袭击可能性较大的地段。②设立输电杆塔,采取措施降低杆塔的接地电阻。正确铺设输电杆塔,正确做好接地处理,对其接地电阻进行有效降低,尽量将雷电引入地里,提高避雷效果。或者可以扩大地面和杆塔的接触面积。③安装专用的避雷线。通过避雷线将雷电的电流进行分流,减轻线路的感应电压,降低塔顶与塔底之间的电位差。④安装避雷器和避雷针。依照实际的地形严格选择避雷器和避雷针。⑤设立自动合闸装置。当高压线路投入运行时,对线路要加装自动合闸装置,通过这种措施来降低因线路损坏造成的经济损失。⑥做好线路接地操作工作,合理铺设接地线,切勿擅自更改接地系统,杜绝不安全操作行为。⑦对接地装置进行改装,使用拉线分流,提高雷电泄地速率。⑧设立垂直接地极。对一些土壤电阻较高的地区深入埋设接地线,增加其泄雷效果。

4.2加强防雷接地装置的定期清洁维护

在日常管护过程中,定期清扫线路、擦拭变压器、断路器等设备的绝缘子、绝缘套管等,同时,还要根据线路经过区域的雷电活动的强弱特点、地形地貌特点等,清理线路周围的障碍物,加装线路避雷器和接地电阻监测等,强化管护措施,以降低、减少或避免雷电冲击对输电线路造成的危害。

结语

综上所述,雷击是输电线路最常见的损毁原因。在我国,每年都有雷击断电和伤人现象发生。雷击造成线路的损毁一部分与线路老化有关,但很大程度上取决于避雷装置的不合理。为了确保我国电力运行的稳定,防雷接地设备的设计和安装十分必要。防雷接地装置抗雷击性较强,应用较为广泛。但其设计上还存在一定的问题需要解决。

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,2016(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,2017(6).

[3]杨睿.高压输电线路电气设计的问题及改进方法探讨[J].科技创新与应用,2017(25):95-96.

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