鄒 斌
(湖南寶源電力實業(yè)有限公司,湖南 邵陽422000)
近幾年來,隨著中國改革開放經(jīng)濟的飛速發(fā)展,居民的生活水平、社會化程度有了顯著的提高,各個家庭的用電量也隨之增大,因此總用電規(guī)模也有了質(zhì)的提升,這就對我國的電力事業(yè)提出了新的要求,同時在一定程度上也促進了電力行業(yè)的發(fā)展。輸電線路作為電力系統(tǒng)中必不可少的一部分,它的正常工作直接會影響到整個電力系統(tǒng)的電能輸送情況,尤其是在輸電線路受到雷擊后,會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的故障,例如線路短路不能正常供電,甚至還會發(fā)生火災(zāi)等。因此相關(guān)電氣技術(shù)人員一定要加強輸電線路的防雷性能,確保輸電線路的穩(wěn)定工作。
一般情況下,輸電線路受到雷擊的程度和類別的不同其產(chǎn)生的故障也不盡相同,比如對于雷電直擊輸電線路來說,還會出現(xiàn)多項故障的情況。如果出現(xiàn)雷電反擊,則故障原因會更加復(fù)雜。其中包括以下幾點故障:一是會產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象導(dǎo)致連續(xù)桿塔設(shè)備常出現(xiàn)異常的閃絡(luò)現(xiàn)象;二是在正三角形排列輸電線路的上部分會出現(xiàn)異常情況;三是還會導(dǎo)致輸電線路中橫向的中線出現(xiàn)短路現(xiàn)象而雷電的繞擊現(xiàn)象,會導(dǎo)致輸電線路的單項短路故障。
然而對于整個供電系統(tǒng)中的輸電線路而言,雷擊現(xiàn)象對整個系統(tǒng)會產(chǎn)生非常大的影響,尤其是常用的220kV 的輸電線路,如果該輸電線路受到雷擊的影響,那么就會出現(xiàn)更多的故障,其中包括以下幾種:一是輸電線路的跳閘現(xiàn)象;二是連接在一起的電氣設(shè)備會受到雷擊而損壞;三是出現(xiàn)絕緣子的閃絡(luò)異常,甚至在有些時候還會威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。如果實際的輸電線路是在山區(qū)或者人口較少的交通不便利地區(qū),如果輸電線路出現(xiàn)雷擊的現(xiàn)象就會非常難以查找故障所在地,嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活用電。另外,輸電線路遭受雷擊一般都是在比較惡劣的天氣條件下,而且在雨季遭受雷擊還非常容易造成大樹的傾倒,這種情況下如果不盡快采取合理的解決措施,就會出現(xiàn)連線現(xiàn)象,甚至還會電擊到路過的行人,危及人們的生命安全。
據(jù)了解,現(xiàn)階段我國的所有輸電線路絕緣性能較低,一般情況下只是可以正常溫度傳輸電能,在面臨雷擊這種高強度的大電流時就無法起到任何作用。一般情況下,電流在5-7kA 的范圍就會導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)跳閘故障,然而雷擊的情況下產(chǎn)生的電流在40kA 左右,如果輸電線路受到雷擊必然會引起輸電線路跳閘。對于高壓輸電線路來說,在實際的工作中極易遭受雷擊現(xiàn)象,主要有以下幾點原因:一是輸電線路中的絕緣子的50%放電電壓;二是輸電線路中有沒有設(shè)置架空接地線;三是雷電電流的強度非常大;四是輸電線路中桿塔的接地電阻相對較小。然而在實際的高壓線路中都有一系列防雷裝置的設(shè)置,由此來避免高壓線路跳閘的現(xiàn)象,然而現(xiàn)階段這些防雷措施的不規(guī)則施工也是輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘現(xiàn)象非常關(guān)鍵的因素。
針對輸電線路雷擊跳閘故障,相關(guān)管理人員必須制定最佳的預(yù)防雷擊的方案以及選擇最佳的防雷技術(shù),避免輸電線路遭受雷擊的影響。一般情況下,在實際的輸電線路中防雷技術(shù)主要有兩種類型:一種是“堵塞型”防雷技術(shù),另一種是“疏導(dǎo)型”防雷技術(shù)。
“堵塞型”防雷技術(shù)為了更好地減少雷擊故障,實際的應(yīng)用中應(yīng)該做到以下幾個要點:一是相關(guān)電氣技術(shù)人員應(yīng)該合理地將地線的保護角設(shè)置得小一些。為了更好地保護輸電線路,有效防止其受到雷擊的影響,尤其是正在220kV 高壓電的輸電線路桿塔的整體高度大于等于40 米時,這個時候相關(guān)技術(shù)人員就需要將架空地線對各個相線中的保護角合理減少,要將其設(shè)置在5°左右,而對于更高的電壓,如500kV 的輸電線路中,其地線的保護角應(yīng)該降低到0°以下。二是相關(guān)技術(shù)人員必須要在輸電線路上方設(shè)置架空地線。設(shè)置架空地線最主要的原因就是有效避免輸電線路在遭受雷擊的時候側(cè)面的繞擊導(dǎo)線出現(xiàn)故障,這種技術(shù)方法在實際的應(yīng)用中非常廣。三是相關(guān)技術(shù)人員還必須要根據(jù)實際的輸電線路的情況來判斷,并且合理加大復(fù)合絕緣子的整體長度。在實際的電力系統(tǒng)中,復(fù)合絕緣子的作用是至關(guān)重要的,尤其是在預(yù)防雷擊閃絡(luò)故障方面極其顯著,一般在多雷和強雷地區(qū)采取這種技術(shù)方法。四是相關(guān)電氣技術(shù)人員還應(yīng)該在輸電線路的上方位置塔頭的方向布置避雷針。避雷針可以有效地避免大范圍的輸電線路遭受到雷擊。經(jīng)實踐證明,合理設(shè)置避雷針的輸電線路可以減少50%的雷擊故障,尤其是在山區(qū)等多雷的區(qū)域使用避雷針,其效果甚佳。
“疏導(dǎo)型”防雷技術(shù)在實際的輸電線路中應(yīng)用可以有效增加電能在輸送線路的抗雷性能。相關(guān)技術(shù)人員利用定位雷擊閃絡(luò)和疏導(dǎo)工頻電弧的方式來保護絕緣子串,有效保證重合閘的成功幾率。在實際的應(yīng)用中電氣技術(shù)人員有以下兩種技術(shù)方案可以實現(xiàn):一是合理設(shè)置絕緣子串并聯(lián)的間隙。為了更好地保護絕緣子串和間隙中的設(shè)備正常工作,必須要設(shè)置好兩者之間的距離,保證其距離在絕緣子串的干弧長度之內(nèi)。但是必須要注意的是這種技術(shù)方案不適合高壓輸電線路的使用;二是電氣技術(shù)人員需要加裝線路式的避雷裝置。這種類型的避雷裝置主要的化學(xué)成分為氧化鋅。它的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面,一是該裝置的布置可以有效提高整個輸電線路的繞擊抗雷性能;二是還可以有效提高整個輸電線路的反擊抗雷性能;三是可以極大降低高壓輸電線路在遭受雷擊時的跳閘現(xiàn)象。
對于實際中的輸電線路而言,相關(guān)技術(shù)人員在進行防雷工作的部署時,必須要結(jié)合地區(qū)的線路分布情況以及地形的相關(guān)影響,同時還要考慮所在區(qū)域中輸電線路的結(jié)構(gòu)特點和天氣變化情況,在上述問題綜合考慮的前提下,相關(guān)電氣技術(shù)人員要制定最佳的防雷方案,最大限度實現(xiàn)預(yù)防雷擊的目的,或者是有效減少雷擊跳閘故障。在實際開展的預(yù)防雷擊工作中,主要從下幾個方面開展工作:一是合理布置避雷針的位置;二是提高輸電線路的絕緣性能;三是設(shè)置架空地線,保證在輸電線路受到雷擊之后可以有效疏通雷擊電流。
在實際的預(yù)防雷擊工作開展階段,相關(guān)電氣技術(shù)人員最終實現(xiàn)的目的就是要打破原來的輸電線路中的最大允許通過電流的限制,增強整個輸電線路的絕緣性能和抗雷性能。在實際的電力系統(tǒng)設(shè)計中,部分電氣技術(shù)人員通過增加絕緣子片的數(shù)量或者是選擇絕緣導(dǎo)線的方式來增加其輸電線路的絕緣性能,這種方式可以在一定程度上增加輸電線路的絕緣性能,但是對于輸電線路的整體而言,并沒有很大的實際效果。因此,為了有效提高輸電線路整體的絕緣性能,相關(guān)電氣技術(shù)人員必須要在原來的位置上創(chuàng)造出一片新的區(qū)域,具體的技術(shù)體現(xiàn)是采用絕緣橫擔(dān)來代替所有的金屬橫擔(dān),這樣可以對桿塔的構(gòu)造從根本上改變,極大地增強其絕緣性能。在實際的輸電線路防雷部署中,對于雷擊故障多發(fā)地區(qū),為了更好地保護輸電線路的正常工作,相關(guān)電氣技術(shù)人員一定要在輸電線路上方布置架空地線,并且架空地線的質(zhì)量一定要有保障,只有這樣才能更好地避免輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的現(xiàn)象。
綜上所述,雷擊跳閘現(xiàn)象對輸電線路危害巨大,會導(dǎo)致整個供配電系統(tǒng)出現(xiàn)多種故障,所以相關(guān)電氣技術(shù)人員必須要制定最佳的處理方案,有效預(yù)防輸電線路遭受雷擊,同時還要選擇合適的避雷裝置,從而更好地保障輸電線 路的安全。