周建敏 惠良
摘 要:本文分析了當前我國輸電線路因雷電問題導致線路故障的情況,探討了雷電過電壓的類別,并提出相應的防雷技術,目的在于進一步提高防雷水平,保證人們用電的穩(wěn)定與安全。
關鍵詞:防雷;技術;創(chuàng)新;思考
1 當前我國輸電線路因雷電問題導致線路故障的情況
最近幾年,我國輸電線路經常發(fā)生跳閘問題。由于輸電線路所途徑的區(qū)域雷電情況較為頻繁,如果線路的防雷水平較低,很容易因為雷電作用而引發(fā)故障。表1為我國最近幾年線路平均跳閘率。
2 雷電過電壓的類別
結合過電壓的相關知識點發(fā)現,架空的輸電線路經常發(fā)生的雷電過電壓可以被劃分成以下兩類:其一,雷擊情況出現在架空線路的周邊,經過靜電感應或者電磁感應在輸電線路上形成電壓,被稱為感應過電壓;其二,雷電直接擊在輸電線路上,被稱為直擊過電壓。
2.1 感應過電壓
在雷電放電的先導通道內,含有大量電荷,進而對周邊的輸電線路形成靜電感應,在輸電線路上累積了束縛電荷,并且把極性相反的電荷排斥到遠處。當雷電擊打到地面后,先導通道內的電荷被中和,同時線路上的束縛電荷也變成自由電荷,導致電流波向兩面流動。一般來講,雷電放電的先到通道同輸電的導線成垂直關系。
2.2 直擊過電壓
對于直擊過電壓來講,遵照線路被雷擊的位置,可以劃分成三個類別:其一,雷電直接擊中塔桿的頂端,也就是人們常所的反擊雷;其二,雷電繞過避雷線,直接擊打在導線上,被人們稱為繞擊雷;其三,雷電擊打在防雷線的中間位置。
3 防雷技術創(chuàng)新探究
當前,全世界都在深入探究減少超高壓線路雷擊跳閘的頻率,一般選用的技術為增強絕緣特性,應用合成的絕緣子,減小塔桿的接地電阻,加裝雙避雷線,裝置感應底線,或者加裝避雷設備,可控放電避雷針等。
3.1 減小塔桿的接地電阻
對于塔桿的接地電阻來講,其同雷擊跳閘頻率之間存在密切的關聯(lián)。經相關研究發(fā)現,塔桿的接地電阻每提高10Ω-20Ω,則受到雷擊產生跳閘情況的次數會相應提高50%-100%左右。相反,假如降低塔桿的接地電阻,則能夠良好的減少雷擊跳閘的頻率?,F今,降低塔桿接地電阻的方法主要包含以下幾種:其一,增多水平接地體的數量及長度;其二,延長接地,也就是把臨近的塔桿在地面下進行連接;其三,引申接地,也就是把塔桿的接地延展到周邊的接地電阻帶位置;其四,合理應用降阻劑。
3.2 應用線路避雷設備
經過試驗分析及計算發(fā)現,把線路避雷設備應用到雷電活動較為頻繁的區(qū)域或者土壤電阻較高的地方,能夠良好的提高輸電線路的耐雷性能。最近幾年,美國GE公司、AEP公司級日本的電力企業(yè)多在一些雷電活動較頻繁的區(qū)域加裝了輸電避雷設備,并獲取了優(yōu)良成果。我國也再一些經濟相對較發(fā)達、并且雷電較多的地方,例如:華東、廣東等,加裝了輸電線路避雷裝置。
3.3 對線路的耦合地線進行探究
想要增強線路的防雷能力,降低雷擊跳閘的次數,可以通過在導線下加裝耦合線的方法,特別是在一些塔桿接地電阻較高的線路,或者地質環(huán)境較差,無法降低塔桿接地電阻情況時,加裝耦合地線可以當塔桿發(fā)生雷擊時發(fā)揮分流、耦合的作用,縮減塔桿的絕緣子承載電壓,增強線路的耐雷性能。
3.4 加裝避雷針
某種雷電理論曾對雷電有如下解釋:雷電在對地面上的物體進行放電時,其方法大致可以分為上行雷閃及下行雷閃。一般下行雷閃的電流幅度較高,約為30KA,坡度相對較高,約25KA/us,并且不存在繞擊的情況;而上行雷閃較為特殊的特點在于上行現代可以對地面的物體形成屏蔽功能,進而減少放電期間地面物體的感應電壓。加裝避雷針就是針對上行雷閃的特點,利用結構設定,在需要時通過針尖形成放電脈沖,進而保護輸電線路。
總而言之,對于雷電過電壓的分散情況來講,其受到氣候、地形等條件的影響較為嚴重。當前,我國缺少較為全面的雷電預防技術,相關工作人員應不斷提高自身的專業(yè)技能及綜合素養(yǎng),深入對防雷技術進行探討,勇于嘗試、大膽創(chuàng)新,從而提高輸電線路的防雷性能,保證人們用電的穩(wěn)定與安全。
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