引言
在我国由于施工原因造成的事故大有发生,尤其是在输电线路的建设和变电站建设的行业,这些事故的发生几率一直居高不下,但是,从总体上的事故发生状况来看,由于雷电所引起的输电线跳闸的事故发生率是所有跳闸事故中几率最大的,纵观世界范围内的输电线路发生情况,雷电因素仍然是阻碍输电线路安全平稳运行的主要因素,破坏电路系统的稳定运行过程中有超过一般的原因是由于雷击所造成的,而且从事故发生的各个国家来看,输电线路的电压等级越高,产生雷击的几率越大。这是因为雷电更容易沿着这些输电线路运送到变电站,给变电站来带巨大的破坏,变电站是电力系统稳定运行的关键环节和重要保障,一旦由于雷击的破坏,就会产生巨大的影响,产生大面积的停电现象。因此,如何切实有效地制定及改善输电线路和变电站的防雷措施,已经成为确保电力系统安全、可靠、稳定运行的重要工作之一。截止到目前,我国已经开展和投入大量的研究并取得一定的成果。
1研究防雷措施的重要意义
1)保证区域电网的高质量互通在建成区域电网项目之后,将便于许多地区开展输电工作,可以将可靠的电能提供给广大群众,便于人们的生产和生活,并且可以保证越南和泰国等国家具有丰富的电能,可以促进区域经济的进一步发展。2)有效带动相关产业在建设项目期间,需要耗费许多的基础材料,可以直接促进油料和水泥等当地产业的进一步发展,并且可以使人员就业和租赁等得到有效改善,可以有效地提升工业发展,并给民众带来更多收入。
2输电线路及变电站防雷保护措施研究
2.1防闪络
防闪络即防止雷击时发生或减少发生线路绝缘闪络,采取的方法有加强线路绝缘(提高绝缘子片数)、降低杆塔的接地电阻(提高耐雷水平);高土壤电阻率地区,若雷击事故频发,接地电阻又难以降低,此时可以在导线下方架设耦合地线,增强导地线之间的耦合系数,加装接地拉线并设置单独的接地装置以增强分流。其中,降低杆塔接地电阻提供耐雷水平进而防闪络是工程中最经济最实用的办法。工程中应予以优先考虑。对于加强线路绝缘,表面看起来简单,只是增加绝缘子片数即可,但是实施起来很困难,具有很大程度的局限性,不仅增加了绝缘费用,由于增加绝缘子会导致绝缘子串长度变长,杆塔的空气间隙变小,若想保证线路安全运行还必须增大杆塔的尺寸;杆塔尺寸变化,必然导致杆塔结构变化,杆塔需要重新设计,同时杆塔钢材用量必然升高,一般仅在落雷机会较多的大跨越高杆塔上使用(杆塔空气间隙有较大的余量)。增加绝缘子串长度后,线路雷击闪络率降低了,但存在的问题是线路绝缘与变电站设备绝缘配合可能出现冲突,即如果线路上雷电过电压不能沿着线路杆塔释放到大地而有效降低雷电流幅值,此时雷电流只能顺着线路侵入变电站,但是变电站电气设备雷电冲击绝缘水平较低远达不到抵抗雷电过电压的绝缘水平,故会对变电站内电气设备绝缘造成损坏。所以此方法应慎用。
2.2合理配置避雷器
为降低线路雷电侵入波的影响,避雷器是最为常见的措施,可显著提高站内设备抗雷电干扰的能力,然而其对于安装环境有要求,要严格依据有关电力设施安装规定进行布置,起到分摊雷电冲击电流的作用。避雷器经多年发展也有很大改善,从最先的阀型避雷器到氧化物避雷器,抗雷击性能得到显著的改善,并且氧化物避雷器已逐渐普及,但也要注意避雷器设备的合理规划和安装设计,与站内电气设备相配合,尽可能的确保其避雷效果。
2.3防雷接地装置
电气设备的接地,以用途为依据,可以分为三种,分别是保护接地、工作接地和防雷接地。防雷接地对雷电防护的需求,主要是为了避免当前射线在接地装置的作用下导致电位提升,以物理的形式来讲,需要有两个防雷接地装置,分别是幅度比较大的雷电流,另一个是高雷电流,高雷电流是等效频率的。如果雷电电流的幅值增加,那么电流密度也会随之增加,从而增强了电阻值,同时土壤也是非常重要的。如果电场的强度穿过了土壤,那么就会出现接地系统火花放电的状况,提高土壤的电导率,使得接地系统的电阻值降低。在进行输电线路的施工过程中,一般是在塔的底部安装防雷接地装置,电阻是非常重要的,对防雷接地装置的性能会产生直接且明显的影响,一般都会需要降低电阻值,从而使得电位提高。另外,在低电阻地区安装输电线路的时候,要选用钢筋混凝土结构的自然接地体,如果是在电阻值高的地区,那么就需要分布接地体,或者保持连续相邻扩展,也可以使用减阻剂来降低电阻。
2.4确保输电杆塔有效接地
由相关的物理知识我们可以知道,当雷电击中杆塔之后,需要将雷电进行合理的引导,让其沿着我们所需要的方向进行移动和传递,以减少其四处冲击所产生的破坏作用,如果我们能够让杆塔接地,那么,击中杆塔的巨大的雷电之力就可以通过引导从而转向大地,起到一定的避雷作用。只有提高杆塔的引导效果,才能使得避雷的效果更加优化。据此,相关的研究表明,当杆塔与地面接触的电阻越低,起到的引导效果就会更好,防雷的效果也会更加的显著,因此,我们在安装的过程中应当采取措施降低接地的电阻。具体的方法有增大杆塔与地面的接触面积的方法,在杆塔深入地面地下的部分通过延伸或者放射接地的形式,或者在地面添加一些物质来起到降低电阻的目的,充分的发挥避雷的作用。
2.5防雷接地方式
如果用劣质的接地电阻,或没有规范接地,那么在遭受雷击的过程中,各接地点的电位差可能会较高,也会有电磁干扰形成,进而严重影响远动设备运行。再加上雷电会加大电位,并由设备接地线向远动装置传输,进而损坏该装置的模板。变电站的大多数自动化设备都应用了外壳接地法,目的是为了保障保护接地的安全性,实现对静电放电和电机危害的预防。接地网大多属于一次设备,在采用可靠接地线的同时,应当缩短其里程,如此可以减少瞬时过电压。在打印机和计算机等自动化设备中应用接地防雷保护措施时,应当保证金属外壳接地的可靠性;同时在交流接地和安全保护接地中不得出现信号接地,并保证信号接地的绝缘性,在接地母排中汇集后,再连接接地网;自动化设备切勿采用单独接地,并且接地电阻不得超过2000ΩA;此外,还可以进行等电位连接,采用该措施可以在遇到雷电等过电压时,避免电子插件出现较大的电位差,起到保护电子插件的作用。
结语
总而言之,雷电因素是人类也无法控制的因素,人们只能对其的来临做好相应的准备和预防,虽然输电线路和变电站的保护和安全保障方面有一定的困难,但是通过我们进行不懈的努力,也研究出了相关的解决方案和预防措施,给输电线路和变电站的保护带来了一定的保障。相信随着我国技术的进步,一定能在这项领域做出巨大的突破。
参考文献
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