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        架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計研究

        2020-12-09 10:26:05牟超
        中國電氣工程學(xué)報 2020年8期
        關(guān)鍵詞:架空線路防雷接地輸電線路

        摘要:新時期發(fā)展下,各種電氣設(shè)備、智能產(chǎn)品出現(xiàn)在人們生活、工作中,在提高人們生活質(zhì)量的同時,對供電服務(wù)也提出更高的要求。輸電線路的運行質(zhì)量不僅對人們生活造成很大影響,還具有高空化、大型化、分布廣的特點,為了實現(xiàn)最初的目標(biāo)效果,優(yōu)化輸電線路設(shè)計,提高架空輸電線路的防雷接地水平具有重要的意義?;诖?,本文就對架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計有關(guān)內(nèi)容展開分析。

        關(guān)鍵詞:架空線路;輸電線路;防雷接地;接地設(shè)計

        1架空輸電線路受雷擊跳閘的因素分析

        通常,架空輸電線路雷擊跳閘有下面兩種形式:首先,雷電在輸電線路附近產(chǎn)生作用,加劇了電磁干擾,給輸電線路的正常運行帶來影響,從而產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象。另外,雷擊直接擊中架空輸電線路或塔桿,造成線路內(nèi)部電壓急劇升高,增加了線路的電阻值,從而對線路的安全性和穩(wěn)定性造成影響。造成架空輸電線路受雷擊跳閘的因素主要有以下幾個方面。

        1.1線路設(shè)計因素分析

        對于架空輸電線路的設(shè)計,首先要選擇最佳的路徑方案,充分論證導(dǎo)線、地線、絕緣配合及防雷設(shè)計的正確性,確定各種電氣距離,認(rèn)真選擇桿塔和基礎(chǔ)形式,合理地進行通信保護設(shè)計等。隨著電網(wǎng)建設(shè)迅猛發(fā)展的步伐,線路設(shè)計出現(xiàn)工作量大、時間緊迫等問題,更因為輸電線路通道地形和土壤結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,有時候可能造成勘察設(shè)計不到位的現(xiàn)象發(fā)生,而部分電力工作人員沒有按照實際土壤電阻率進行驗算,這便造成桿塔接地形式與現(xiàn)場實際不相適應(yīng),導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)偏差,最終使架空輸電線路對雷擊的耐受性受到一定程度的影響。

        1.2自然因素分析

        架空輸電線路處于室外的露天環(huán)境中,容易受到各種自然環(huán)境的影響,我國是一個地大物博的國家,各地區(qū)自然環(huán)境差異也有很大不同,針對不同區(qū)域的架空輸電線路所面臨的環(huán)境特點、地質(zhì)條件也不盡相同。由于自然因素的原因?qū)旊娋€路的安全性、穩(wěn)定性、有效性造成影響。

        1.3施工因素分析

        架空輸電線路本身具有高危險性和復(fù)雜性特點,在施工過程中必須結(jié)合現(xiàn)場的實際情況,嚴(yán)格按照施工圖紙及標(biāo)準(zhǔn)要求進行作業(yè)。由于輸電線路施工現(xiàn)場處于土壤電阻高的山區(qū)或者巖石區(qū)域,給正常的施工作業(yè)帶來很大影響,經(jīng)常會出現(xiàn)不按圖紙施工的情況,最終導(dǎo)致輸電線路施工的質(zhì)量問題。另外,一些施工人員沒有足夠的責(zé)任心和技術(shù)水平,在施工中填土不規(guī)范、接地裝置不合理、細(xì)節(jié)處理不到位,導(dǎo)致輸電線路設(shè)置不合理,容易受到雷擊現(xiàn)象。

        2架空輸電線路的防雷與接地設(shè)計措施分析

        2.1合理選擇接地方式

        在架空輸電線路接地設(shè)計中,我們要在了解架空輸電線路所在區(qū)域土壤電阻率具體情況的基礎(chǔ)上,選擇合理的接地方式。如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻率相對較低,就應(yīng)該充分利用桿塔基礎(chǔ)和拉線等自然接地,防止因遭遇雷電使桿塔接地電阻出現(xiàn)增大的情況;而如果輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻率相對較高,那可以采用多種接地方式,例如外引接地方式、放射形接地方式、復(fù)合接地方式、換土方式、連續(xù)伸長接地體方式以及物理接地模式等接地方式。

        2.2做好塔桿的接地設(shè)計

        塔桿作為架空輸電線路的支撐條件,自身所具備的接地情況對線路整體防雷性能產(chǎn)生影響。為了降低架空輸電線路受到雷擊的可能性,對線路塔桿實施有效的接地設(shè)計非常重要,設(shè)計人員需要做好地形條件及氣候條件的調(diào)查,分析雷電活動區(qū)域及雷擊發(fā)生的頻率,合理布置塔桿位置。同時,測量該區(qū)域土壤電阻率,確保塔桿接地設(shè)計的合理性。

        2.3優(yōu)化設(shè)計避雷線的設(shè)計

        架空輸電線路中合理設(shè)計避雷線,可以在一定程度上預(yù)防輸電線路遭受雷擊的可能。就以往架空輸電線路避雷線設(shè)置情況來看,架空輸電線路避雷線應(yīng)用效果與桿塔高度、保護角大小有關(guān)。因此,在具體設(shè)計架空輸電線路的避雷線時,應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況,合理設(shè)置桿塔高度、保護角的角度,以便優(yōu)化使用避雷線。

        2.4加裝耦合地線

        為了盡可能避免架空輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的情況,加裝耦合地線也是一種非常有效的辦法。加裝耦合地線的具體措施是在架空輸電線路經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘的位置,增加耦合地線,使其在架空輸電線路運行中發(fā)揮耦合作用和分流作用,適當(dāng)?shù)臏p少輸電線路線的接地電阻,使其對輸電線路的影響較小,提高架空輸電線路的安全性、穩(wěn)定性,為防范雷擊創(chuàng)造條件。

        2.5降低接地電阻

        除了安裝避雷裝置和安裝自動重合閘裝置外,降低鋼塔的接地電阻可以減小雷電流流過時產(chǎn)生的電壓降,亦即降低雷擊塔頂?shù)碾娢?,是提高線路耐雷水平的有效而經(jīng)濟的措施,一般優(yōu)先考慮采用,特別在雷電活動強烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線路段,在土壤電阻率很高的地區(qū),應(yīng)著重改善接地裝置,以盡量降低接地電阻,這使輸電線路的抗雷性能在很大程度上得到提升,如果在輸電線路上設(shè)置了避雷線,每基桿塔不連避雷線的工頻接地電阻要控制在表1的范圍內(nèi),在桿塔的接地電阻符合表1之后,接地電阻要比輸電線路承受雷電的能力低,如表2所示。

        2.6使用降阻劑

        降阻劑對接地電阻具有直接作用,具有長久性和穩(wěn)定性的特點。降阻劑自身具備多種成分的導(dǎo)電體,將其埋設(shè)在土壤與接地體之間,能夠與金屬接地體形成一個有效的整體,提高電流流通面。另外,降阻劑的應(yīng)用還能夠降低土壤中的電阻率,起到對周圍土壤滲透的效果,從而在接地體周圍形成一個較為平緩的低電阻區(qū)域。降阻劑的應(yīng)用可以提高架空輸電線路的防雷水平,減少接地體的數(shù)量,節(jié)約成本費用,提高防雷效果。在使用中設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)輸電線路的具體接地情況,明確設(shè)計目的,充分發(fā)揮降阻劑所具有的功能效益。

        3結(jié)語

        綜上所述,隨著我國電力科技水平的進步,使得輸電線路不僅實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離電力傳輸,而且使線路可以處于高壓環(huán)境中安全的運行,但是,架空輸電線路在運行的過程中,會受到線路設(shè)計因素、線路環(huán)境因素以及施工因素的影響。對此,設(shè)計人員應(yīng)該給予足夠的重視,做好架空輸電線路防雷與接地設(shè)計,提高輸電線路所具有的防雷性能,從而為電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)保障。

        參考文獻

        [1]架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計[J].楊飚.低碳世界.2017.

        [2]架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計[J].安哲.中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2016.

        [3]架空輸電線路防雷與接地的設(shè)計[J].楊科.中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2016.

        [4]白娟.基于激光掃描數(shù)據(jù)的架空輸電線路周邊物體對線路的安全影響研究[D].華北電力大學(xué),2015.

        牟超(1995.8.14—),性別:男;籍貫:遼寧省大連市;民族:漢族;學(xué)歷:工學(xué)學(xué)士學(xué)位;職務(wù):輸電線路檢修;研究方向:架空輸電線路運行與檢修;單位 :國網(wǎng)遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司;郵編:125000。

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