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架空输电线路防雷接地系统的施工技术

2020-03-11 来源:乌哈旅游
架空输电线路防雷接地系统的施工技术

摘要:输电线路雷击跳闸是影响供电安全的重要因素,为了避免输电线路遭受雷击而危害安全可靠运行,需设计合理的防雷接地装置,同时要加强对线路的运行维护管理。本文重点分析了输电线路的防雷接地设计与维护的相关问题。 关键词:输电线路;防雷设计;接地装置 1.防雷接地装置的组成与功能

1.1接地装置。接地装置包含:接地线、接地体两种结构,其主要是为了防止各种静电造成的危害。对于输电线路而言,其设计的接地线不仅防范了雷电造成的危害,也能为维修人员的修理提供方便。如:输电线路中使用的接地线是由大于25mm2以上裸铜软线制成,当维修人员断电维修线路后,接地线可防止静电危害。

1.2接地电阻。接地电阻指的是接地体的对地电阻之和,阻值大小等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。接地电阻也可看成是衡量接地装置效率的参考标准,对输电线路的维护管理有一定的指导作用。在测量方面,接地电阻有辅助地极测接地电阻的性能,如运用双钳口非接触测量技术无需打辅助地极可以让输电线路的在线测量成为现实。

1.3接受装置。防雷实际上是将自然雷电进行某种形式的转换,防雷接地装置在雷电产生之后必须要及时将雷电吸引接受,这样才能有效地处理自然雷电。雷电接受装置是防雷接地发挥功能的第一阶段,其主要是直接、间接接受雷电的金属杆,对各种形式的雷电袭击都有很好的接受效果。常见的雷电接受装置包括:避雷针、避雷带、架空地线、避雷器等。

1.4引电装置。即通常所说的“引下线”,引下线实际属于一类导体装置,在防雷接地装置里是把雷电流从接闪器传输到接地装置的构件。目前,雷电袭击的形式总体上分为直接雷击、间接雷击两种,这两种对电力输电线路都会造成极大的破坏。防雷装置中运用的引下线在机械强度、耐腐蚀、热稳定等方面都能达到标准要求,是输电线路防雷装置里不可缺少的组成部分。 2 线路防雷接地电阻因素及接地装置影响因素 2.1 线路防雷接地电阻因素

经过双地线保护,确保耐雷达到要求的水平,所有线路的进线段接地电阻都需要保证在5~10Ω的范围内,对一般线段通常需保证在5~20Ω范围内,按照耐雷水平的需要,110~220kV输电线路对接地电阻的要求很高。如果输电线路是对单地线,耐雷水平在接地电阻不变的前提下低25%左右,这是因为架空地线耦合系数比较小。实际上,即便满足了上表的基本要求,却很难达到满意的耐雷水平。输电线路接地电阻值在很大程度上左右着线路的耐雷水平。所以,必须对接地装置进行改进并尽量控制接地电阻。 2.2 接地装置影响因素

接地体与接地引下线统称为防雷接地装置,包括地体散流电阻、接地引下线电阻和接触电阻,这也是架空输电线路的一个重要部分。防雷接地装置的作用主要是使雷电流能够可靠流经引线、保护线路设备绝缘、减少雷击跳闸几率、消除跨步电压对人体的威胁等。从另一个角度分,接地装置包括了自然接地体以及人工接地装置,人工接地装置的作用在于对自然接地体的补充,使得接地电阻达到保护要求。和接地装置的冲击特性相关的几个参数有装置的结构、尺寸、埋深、土壤电阻率及雷电流等。当土壤电阻率在500Ω·m以内时,其导电性能比较好,

而土壤电阻率上升会引起接地电阻快速增大,二者大体为一次线性相关;如果土壤电阻率为1000Ω·m,接地电阻就很难下降,如果要达到5Ω的要求,就需使用770m的射线;如果土壤电阻率为2000Ω·m,接地电阻最理想的也只能确保在10~20Ω范围内,极难再降低。所以,对于2000Ω·m以上的果土壤电阻率,线路耐雷水平的提高只能采取其他措施。 3.输电线路的防雷接地措施

3.1避雷线。输电线路设计中通过架设避雷线可有效地屏蔽导线,将雷电产生的电流分解成不同的支电流,由此防止对导线造成直接性的破坏。在设计方案中应该把避雷线敷设在导线之上,避雷线的保护范围较广,可将其作为输电线路的主要保护装置。但是,在避雷线分布时应根据不同的对象合理布置,如:大于220kV的线路应沿全线架设双避雷线,110kV线路沿全线架设单避雷线,35kV线路不沿全线架设避雷线,但应在变电所进出线1-2km架设避雷线。

3.2避雷针。避雷针不仅普遍用于高层建筑的防雷,在输电线路中也能起到很好的防雷效果。需要注意的是避雷针并非直接避雷的装置,其只能把雷电转移到其他地方,仅发挥了引雷的作用。在防雷接地设计中,我们可采用避雷针作为引电装置,在雷电沿着放电通道对避雷针放电上,把雷电引入到大地里及时释放,防止输电线路发生闪络。对于经常出现雷击的区域采用负角保护针,该保护针为上翘30°长约2.4m的屏蔽针,将这种保护针设置于输电线路的两边相,可与导线上方的避雷针组合成新的防雷装置,常用在直击雷、绕击雷等雷击形式的控制中。 3.3避雷器。从实际防雷接地改造工作中发现,接地电阻的运用常无法达到理想的防雷效果,这是由于装置性能、线路环境等因素造成。遇到这种情况时,在防雷接地设计中则可以采用非线形电阻,即“线路避雷器”。这种装置的作用是将避雷器、绝缘子并联在杆塔上若杆塔或避雷线遭受雷击,杆塔上的防雷装置能够串联间隙放电,有效避免了绝缘子出现闪络,防止输电线路烧毁、跳闸等问题的出现。通常,输电线路管理维护人员需要结合线路所在区域的雷击状况、跳闸状况、线路流经等问题,对避雷器的安装位置合理选择,以更好地发挥防雷效果。 4.输电线路维护管理的有效策略

4.1实时管理,及时检修。一般情况下,输电线路维护期间要采取24h的实时管理,这样可以随时发现输电线路故障。考虑到避免雷击跳闸造成的停电,电力部门要强化防雷技术的运用,以先进的维护技术来优化线路管理效率。电力单位要深刻认识到增强线路的防雷性能,减小线路的雷击跳闸率等是输电线路维护的根本任务。因此,需要对防雷设备的接地综合管理检查,参照输电线路的实际状态制定检修方案。

4.2立足实际,状态检修。在检修过程中发现输电线路遭受雷击后,防雷接地装置会引起电能耗损过大,使得输电线路的传输效率大大降低,且增大了输电线路的运行成本。在维护期间需不断完善电力网的维护管理,如:定期清扫线路、变压器、断路器、绝缘套管等,这样可以保持防雷接地装置的畅通运行,为输电线路的顺利运行创造条件。

4.3防范雷击,减少跳闸。防止雷击是输电线路防雷接地的主要目的,也是维持线路运行的最佳方式。工作人员在维护线路期间应综合分析系统的运行方式、防止雷击的故障形式、雷击跳闸的处理技巧等内容。同时,结合线路经过地区雷电活动的强弱、地形地貌特点、清理线路周围的不利因素、加装线路避雷器和接地电阻监测,这样能显著减轻雷击对输电线路造成的破坏,有效地提升防雷接地的使用性能。

5.结束语

综上所述,降低线路杆塔接地电阻,架设避雷线路,加强线路运行维护以及采用不平衡绝缘方式与装设自动重合闸等这些常规措施施在输电线路防雷保护方面起到了一些非常有效作用,在以后的输电线路防雷工程中可以广泛应用。 参考文献:

[1]柴正云.对输电线路接地技术的探讨[J].电力建设,2009 (07). [2]吴伟智.架空输电线路的防雷措施[J].大众用电,2009(03).

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