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高壓輸電線路的雷電防護(hù)

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高壓輸電線路的雷電防護(hù)

合理選擇高壓輸電線路的路徑

在某些地區(qū),高壓輸電線路會非常容易遭受雷擊,如果在確定高壓輸電線路的路徑時(shí)能夠有意避開雷擊高壓區(qū),或者是加強(qiáng)這些地區(qū)高壓輸電線路的防雷措施,那么就可以極大地提高氣耐雷水平。一般說來,易擊區(qū)主要是以下地段:(1)雷暴走廊,如順風(fēng)的河谷、順風(fēng)的峽谷和山區(qū)風(fēng)口等;(2)四周都是山丘的潮濕盆地,如鐵塔周圍有水庫、魚塘、沼澤地或灌木,附近又有蜿蜒起伏的山丘等處;(3)地下有導(dǎo)電性礦的地面和低位較高處;(4)土壤電阻率有突變的地帶,如稻田和山坡的交界處、地質(zhì)斷層地帶、巖石與土壤的交界處、巖石山腳下有小河的山谷等地;(5)土壤電阻率差別不大(如有良好土層和植被的山丘)時(shí),突出的山頂或山的向陽坡等地。

架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是高壓輸電線路雷電防護(hù)的最基本措施,旨在當(dāng)雷電直擊高壓輸電線路時(shí),通過分流一部分雷電流來降低流入桿塔的雷電流和導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。在實(shí)際操作中,為了提高避雷線對高壓輸電線路的保護(hù)作用,保證雷電不致繞過避雷線而直接擊中導(dǎo)線,應(yīng)該減小繞擊率,并且避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角宜在20~30°。一般說來,輸電線路的電壓越高,那么采用避雷線的效果愈好,當(dāng)輸電線路電壓等級逐漸下降時(shí),架設(shè)避雷線的效果會逐漸減弱。

裝設(shè)自動(dòng)重合閘

自動(dòng)重合閘對于提高瞬時(shí)性故障時(shí)供電的連續(xù)性、雙側(cè)電源線路系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性,以及糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動(dòng)作引起的誤跳閘,都顯得十分重要。作為高壓輸電線路雷電防護(hù)的重要措施,裝設(shè)自動(dòng)重合閘能夠使得雷電直擊高壓輸電線路時(shí)所造成的閃絡(luò)和工頻電弧在線路跳閘后迅速去電離,通過確保線路絕緣的完整性來降低線路雷擊所造成的停電事故。在高壓輸電線路的安全和穩(wěn)定運(yùn)行中,裝設(shè)自動(dòng)重合閘發(fā)揮著舉足輕重的作用,但是巡檢人員要加強(qiáng)對瞬時(shí)故障的巡查和分析,一旦發(fā)現(xiàn)瞬時(shí)故障要及時(shí)進(jìn)行處理,防止故障的蔓延和擴(kuò)大。

采用消弧線圈接地方式

在多雷地區(qū),或接地電阻難以降低的地區(qū),經(jīng)常采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式,這樣做可以使消弧線圈消除單相雷擊閃絡(luò)接地故障。而有兩相或三相遭受雷擊時(shí),雷擊第一相后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線,從而增加了耦合作用,提高了耐雷水平,通過此種方式可有效降低雷擊建弧率和雷擊跳閘率,提高電網(wǎng)的供電可靠性。

安裝線路避雷器

雖然架設(shè)避雷線能夠提高高壓輸電線路的雷電防護(hù)水平,但是即使在全線架設(shè)避雷線,也難以完全排除在導(dǎo)線上出現(xiàn)過電壓的可能性,此時(shí)可以通過安裝線路避雷器來為雷電流提供一個(gè)低阻抗的通路,從而限制電壓的升高。當(dāng)高壓輸電線路安裝線路避雷器后,雷電直擊高壓輸電線路會使得一部分雷電流從避雷器傳入相鄰鐵塔,而另外一部分雷電流經(jīng)塔體入地,當(dāng)雷電流超過一定值后,避雷器動(dòng)作加入分流。線路避雷器的投資比較大,因此其安裝地點(diǎn)必須充分根據(jù)高壓輸電線路的具體運(yùn)行狀況,并綜合線路鐵塔的各種參數(shù)來進(jìn)行確定。一般說來,線路避雷器應(yīng)該優(yōu)先安裝在下列鐵塔:水電站升壓站出口線路接地電阻大的鐵塔;山區(qū)線路易擊段易擊點(diǎn)的鐵塔;大跨越高鐵塔;山區(qū)線路鐵塔接地電阻超過100Ω且容易發(fā)生過閃絡(luò)的鐵塔;多雷區(qū)雙回路線路易擊段易擊點(diǎn)的一回線路。

降低鐵塔接地電阻

避雷線和塔腳電阻相配合,在雷擊時(shí)能夠起到大幅度降壓的作用,因此對于高壓輸電線路的混凝土桿或者是鐵塔線路,是一種很有效的防雷措施。目前降低鐵塔接地電阻的主要措施有以下幾種:(1)使用接地電阻降阻劑。對于小面積的集中接地和小型接地網(wǎng),在接地極周圍敷設(shè)降阻劑后,可以增大接地極外形尺寸,降低與周圍大地介質(zhì)間的接觸電阻;(2)使用爆破接地技術(shù)。通過爆破制裂,再用壓力機(jī)將電阻率材料壓入爆破裂隙中,可以極大地改善大范圍內(nèi)的土壤導(dǎo)電性能;(3)使用多支外引式接地裝置。當(dāng)接地裝置附近有導(dǎo)電良好及不凍的河流湖泊時(shí),可以使用多支外引式接地裝置,不過外引式接地極長度不宜超過100m;(4)采用伸長水平接地體。當(dāng)水平接地體的長度增加時(shí),電感的影響會增大,從而使沖擊系數(shù)增大,不過當(dāng)接地體達(dá)到一定長度后,再增加其長度,沖擊接地電阻也不再下降。一般說來,土壤電阻率為500Ωm時(shí),接地體的有效長度為45~55m;土壤電阻率為1000Ωm時(shí),接地體的有效長度為45~55m;土壤電阻率為2000Ωm時(shí),接地體的有效長度為60~80m。

在確定高壓輸電線路的雷電防護(hù)對策時(shí),要對高壓輸電線路的重要程度、線路所經(jīng)過地區(qū)的雷電活動(dòng)強(qiáng)弱、系統(tǒng)運(yùn)行方式、土壤電阻率和地形地貌等進(jìn)行考慮,再結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,采取合理可行的雷電防護(hù)對策。(本文作者:顏世明 單位:四川興天和電網(wǎng)設(shè)計(jì)咨詢有限公司)