浅析国网送电线路运行中防雷措施的应用

2016-08-22胡浩

大科技 2016年24期

关键词：电离子绝缘子绝缘

胡浩

（国网江西省电力公司鹰潭供电分公司）

浅析国网送电线路运行中防雷措施的应用

胡浩

（国网江西省电力公司鹰潭供电分公司）

近年来，我国电力应用范围逐步扩大，电力输送建设不仅仅是基础设备的应用管理，同时对多种自然现象的预防也成为现代电力维护管理的一部分，积极做好电网送电线路运行中的防雷措施，降低送电中的安全问题，为促进我国电网输送的质量提供理论上的支持。

送电线路；防雷措施；应用研究

引言

送电线路建设是国家电网建设的重要组成部分，加强对送电线路运行中防雷措施建设，能够解决架空输电线路状态运行中存在的问题，提高电力资源传输中电力维护管理水平。做好电网送电线路运行中的防雷措施也能够降低电力输送带来的人员伤亡，保障电力资源应用的安全系数的提高。

1 完善国家电网送电线路运行中防雷措施的必要性

近年来，我国电网建设逐步完善，电力资源应用范围逐步扩大。加强电网传输中送电线路运行的管理和维护问题逐渐受到社会关注。从表1[1]中调查数据可以看出，我国近3年来，电力传输中存在的安全隐患原因中，雷击原因占主要部分，送电线路运行遭到雷击不仅使我国电力资源正常传输受到影响，同时也对大众的人身安全造成隐患。此外，国家电力建设逐步完善送电线路运行中防雷措施的建设，能够使我国送电线路中的防雷系统逐步升级，防雷效果增强，是现代科研技术在电力事业建设中的体现。由此可见，完善国家电网送电线路运行中防雷措施是我国社会主义事业逐步建设的必然选择。

表1 2013～2015年送电线路故障原因调查表

2 对电网送电线路中存在雷击问题的分析

如图1[2]，为电网送电线路设计图。从图中构成元素看，我国电网送电线路的防雷措施是依靠悬垂绝缘子串和避雷线。在输电线路设计的整体结构中，对电力线传输的其他防雷措施中还存在一些众多漏洞，使我国送电线路中存在防雷隐患。

图1 电网送电线路设计图

2.1 电网线路的绝缘电压放电

电网进行电力资源传输过程中，电网传输电路主要采用绝缘层作为高压电流输送的主要措施，电流传输中电线与悬垂线夹、横担之间连成一个整体。绝缘子串能够对传输中的电流绝缘，保障电网线路传输中电力传输的正常运行，当外部自然环境处于潮湿的状态时，电线绝缘层、悬垂绝缘子串外层的绝缘层的绝缘效果都会受影响，使塔杆上的导线、横担、电线与悬垂绝缘子串上的悬垂线夹、形成一个电流循环体，增强了杆塔上不得电流引力，电网传输传输线路受到雷击的机率加大。

2.2 雷电与电流传播强度

送电线路中传输的电流主要以高压电作为主要传输对象，高压电传输中，保持电压整体不变，电阻越小，电流传输的速率越快，高压电传输中的电力耦合数越小。雷电中携带的电流传输中与送线路中的电压构成电力传输途径，雷电自身携带的带电粒子受到正负电荷的吸引形成电力循环体，送电线路的电流容易对雷电中的电离子[3]产生吸引作用，容易引起送电线路受到雷击跳闸。

2.3 输电设备的电阻控制

送电线路中对输电传输设备中的电阻控制装置是对送电线路中传输电流速率和传输电流大小进行调节，悬垂绝缘子串不仅是电路传输中电网传输的绝缘设备，同时也在一定程度上对送电线路中的电阻进行调节，绝缘子串在潮湿环境中也具有微弱的导电性，对送电线路的电流传输速率起到调节作用，潮湿环境中横担。悬垂线夹以及电线形成一个小型的反击电路，而绝缘子串对电路电流传输速率的调节作用微乎其微，使反击电流中的电离子对送电线路中正常传输的电离子造成电流传输上的冲击，对雷电中的电离子具有较强的吸附作用，容易产生雷击现象。

2.4 电流输送的电流接地线的连接

送电线路建设中杆塔与地面连接程度也会对防雷程度造成影响。但从我国电流通过电线传输设计图来看，电流传输中的接地线的应用程度较低，接电线路的基层设置能够分担潮湿环境中的电流传输，但电力资源传输中对杆塔产生的额电阻没有任何控制作用，使送电线路的避雷效果降低，电流传输中容易产生雷击跳闸现象。

3 加强国家电网送电线路运行中防雷措施

3.1 对送电线路进行科学设计

为了进一步加强对我国送电线路建设的防雷措施，首先在基础上对送电线路的基础设施建设提供保障，送电线路传输系统的基础设施建设应当尽量避开容易引起雷击范围，从基本地理位置上对雷击进行预防。例如：送电线路基础线路建设尽量避免选择铁塔、湖泊、地下矿产资源丰富的地段[4]，提高送电线路周围的绝缘范围，保障送电线路传输的安全性。例如：某地区进行送电线路基础设施建设前期，对施工地区进行全面考核，实现了对送电线路基础设备建设规划的科学化设计，大大降低了送电线路在后期应用中受到雷击冲击的机率。

3.2 采用绝缘避雷线

我国现阶段送电线路出传输的避雷线的绝缘设计只分布在高压电流容易受到冲击的部分，其他部分依旧是导电金属，这种避雷线在潮湿环境中的绝缘效果极差，受到雷电中电离子运动作用容易产生反击电路，不仅没有起到避雷作用，反而增加了送电线路受到雷电袭击的机率。在传统送电线路中安装避雷线的基础上将避雷线更换成全部绝缘体，大面积的绝缘设置能够增强送电线路基础设备内部的绝缘效果，使绝缘子串充分发挥绝缘效果，同时也能够避免雷电中自带电离子与送电线路中的电离子直接接触，送电线路设备内部形成反击电路的机率较低，从而提高了送电线路的避雷效果。

3.3 加强对送电线路设别中电阻的转化与应用

送电线路中的电阻转化与应用是提高送电线路避雷效果的重要措施，雷击电压的计算公式为Z=μ/i[5]，电阻的计算公式为R=U/I[6]，当Z的值确定时，雷电中的行电波μ越大，i比值越小；当电压处于恒定电压时，电阻值越大。由此在送电线路内部形成一个完整的电阻传输整体，应用电流、电阻、行电波之间的关系对送电线路中的电阻进行转换调节，提高送电线路中的电阻强度，使送电线路中的电流传输能够依据电流传输环境进行自动调整，降低高压电流传输线路的压力，保障送电线路电流传输的稳定性，对送电线路起到避雷作用。

3.4 对接电线的合理应用

送电线路中的接地电线的应用能够使电流传输与地面形成一个传输整体，地面对电流电压的调节能够增加送电线路中电阻的传输情况，促进电力资源的传播。一方面，传统送电线路中的上部电流传输的耦合作用在避雷线路和悬垂绝缘子串之间形成，对雷电中协带的电离子进行分解耦合，达到正离子和负离子之间的平衡，同时杆塔传输中的电离子与接地线中的电离子中和，实现了电离子耦合数的最大化，使送电线路中的电流传输效率受到外部传输的影响程度降低，送电线路中的的电流传输稳定性增强，送电线路受到雷击的机率降低。