嚴肅
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隨著我國電力網絡建設規(guī)模的不斷擴大,輸電線路的復雜程度在逐漸提高,其在運行過程中很容易出現故障問題,尤其是雷擊問題,電力企業(yè)需要加強對高壓輸電線路雷擊問題的研究,制訂綜合防雷措施,降低輸電線路出現故障的概率。
雷電是伴隨著強對流過程發(fā)生的一種災害性天氣現象,具有發(fā)生頻次多、范圍廣、危害嚴重、社會影響大等特點,嚴重威脅著電力的安全生產。長期以來,雷擊引起的輸電線路跳閘事件頻繁發(fā)生,對電網的安全穩(wěn)定運行構成了極大的威脅,尤其是在山區(qū)、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū),雷擊輸電線路引起的事故率更高。隨著對操作過電壓的深入研究,以及保護設備性能的提高和保護措施的不斷完善,操作過電壓水平已降至安全水平以下,雷害已成為影響高壓輸電線路安全運行的主要因素。雷電對高壓輸電線路的影響主要體現在以下幾個方面。
直擊雷指的是,在沒有采取相應的防雷措施或防雷措施不到位的情況下,雷電會直接對高壓輸電線路產生電擊,雷擊會對高壓輸電線路產生較大的危害。例如,雷電直接擊中桿塔后,會引起很高的過電壓,稱之為雷電過電壓,這種過電壓沿導線最終侵入變電站設備內部,使整條輸電線路無法正常運行,影響局部地區(qū)電網的正常運行。
雷云經過高壓輸電線路所在區(qū)域時會產生放電現象,進而形成電磁感應現象,對高壓輸電線路造成危害。但是,通常情況下,對于 35kV 以下的線路的危害較大,而對于高壓輸電線路的危害則較小。
雷電沖擊波和直擊雷以及感應雷相比較,具有一定的突發(fā)性,高壓輸電線路一旦遭遇雷電沖擊波,會產生使其無法承受的高壓,進而對輸電線路造成較為嚴重的沖擊和破壞,引發(fā)輸電線路故障問題,最終導致高壓輸電線路無法正常運行[1]。
我國電力企業(yè)在高壓輸電線路防雷工作中,存在的主要問題是絕緣子的不合理選用。較為常見的是絕緣子結構高度不能滿足正常運行時雷電過電壓間隙,這類問題主要發(fā)生在建設時間較早的老舊輸電線路中,由于老舊線路耐雷水平低,這類線路在平時運行時無故障,一旦發(fā)生雷擊,線路將立刻發(fā)生停電事故,尤其在雷電高發(fā)區(qū),這類事故發(fā)生更加頻繁,存在較多的安全隱患,威脅著人們的生命財產安全。
為了提高輸電線路的安全性,我國電力企業(yè)通常會設置接地裝置,但是,接地裝置在實際使用過程中極易出現腐蝕問題。例如,地網的腐蝕問題以及地網降阻時造成的接地裝置腐蝕問題。具體解釋為:在高壓輸電區(qū)域范圍內,一旦采用的接地裝置的降阻劑達到一定的比例,隨著使用時間的推移,接地裝置會出現較大規(guī)模的腐蝕現象,根據相關調查資料顯示,在使用 3~5年以后,接地裝置甚至會出現由于生銹而導致的斷裂現象,且地網腐蝕程度都較為嚴重。
隨著雷害天氣的增多以及電力建設標準的提高,老舊線路的防雷措施已經無法滿足現行的運行要求,從而引發(fā)的雷擊事故也逐漸增多。主要原因包括:(1)線路保護角不滿足現行規(guī)范。地線的架設角度對架空導線的保護作用有較大的影響,如果架設的角度過大,會降低架空地線的防繞性;如果架設的角度偏小,也會影響其作用的發(fā)揮。按照 GB 50545—2010《110~750kV 架空輸電線路設計規(guī)范》的要求,不同輸電線路應滿足以下要求:對于單回路,330kV 及以下線路的保護角不宜大于 15°,500~750kV 線路的保護角不大于 10°;對于同塔雙回及多回路,110kV 線路的保護角不宜大于 10°,220kV及以上線路的保護角均不宜大于 0°;單地線線路不宜大于25°;重覆冰線路的保護角可適當加大。(2)對于雷害頻繁發(fā)生的地區(qū),可在該區(qū)段的線路桿塔上加裝線路避雷器,尤其是對于單地線輸電線路或沒有地線的輸電線路,可作為局部區(qū)域的防雷措施之一。(3)在重污穢地區(qū),隨著運行時間的增加,地線本身也易出現腐蝕現象,從而降低其防雷效用[2]。
隨著我國高壓輸電線路工程技術的飛速發(fā)展,對高壓輸電線路的防雷工作也提出了更高標準的要求,這就需要電力企業(yè)采取綜合有效的防雷措施,具體可以從以下5個方面入手:(1)降低塔桿的高度和塔頂的電位,進而降低實際接電電阻,提高輸電線路的防雷水平;(2)不斷提高高壓輸電線路的絕緣配合水平,進而加強對輸電線路的絕緣保護;(3)調整保護間隙,通過利用電弧閃絡加強對絕緣子的保護,進而避免輸電線路被雷電擊中;(4)增設防雷裝置,如避雷針等,提高輸電線路的防雷屏蔽能力;(5)在重污穢和重腐蝕地區(qū)選用新型耐腐蝕的地線,以提高地線使用年限,延長防雷效果。
電力企業(yè)需要加強對高壓輸電線路的有效監(jiān)控:(1)加強對高壓輸電線路的負重檢測,主要包含對惡劣天氣下的輸電線路的檢測,避免出現由于高壓輸電線路負載過重而導致的故障現象;(2)加強對高壓輸電線路的弧擺以及風擺的監(jiān)控,降低風力和風向對輸電線路的影響;(3)加強對絕緣子泄漏電流的監(jiān)控,檢查絕緣子的性能,保證其充分發(fā)揮作用;(4)加強對雷擊的導線位置的監(jiān)測,避免出現后續(xù)的重復排查工作,提高防雷工作的效率;(5)加強對高壓輸電線路塔桿線路的監(jiān)測,避免出現人為破壞。
加強高壓輸電線路檢修工作,可以采取以下措施:(1)對雷害故障發(fā)生較為頻繁的地區(qū),采取常態(tài)化監(jiān)測,對頻繁發(fā)生雷擊的桿塔采取針對性的防雷措施;(2)加強常態(tài)化的運維檢修工作,在日常運維檢修過程中對線路產生的問題早發(fā)現,早排除;(3)加強對帶電工作的推廣,從而促進帶電作業(yè)標準化進度[3]。
總而言之,高壓輸電線路是電力系統的重要組成部分,其運行穩(wěn)定性和安全性直接影響著整個電網的運行穩(wěn)定性。電力企業(yè)需要加強對高壓輸電線路防雷工作的重視,研究綜合防雷措施,提高電網運行的可靠性。