高壓輸電線路防雷措施及運(yùn)維研究

李曉婷

朔州市氣象局 山西 朔州036002

引言

用電量激增是一個(gè)國(guó)家邁入現(xiàn)代化的標(biāo)志,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展,目前我國(guó)每年的發(fā)電量用電量已經(jīng)雙雙成為世界第一。我國(guó)幅員遼闊,不同地區(qū)的地址條件,資源分配極不均衡,各地區(qū)目前的社會(huì)發(fā)展水平也存在差異。為了能夠更高效的調(diào)動(dòng)電力資源,國(guó)家建立了龐大的電力輸送網(wǎng)絡(luò),根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際用電情況還進(jìn)行合理的電力分配。隨著用電量的進(jìn)一步提升,已經(jīng)不同地區(qū)裝機(jī)設(shè)備新舊版本的區(qū)別,電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部要兼容的線路類型越來(lái)越復(fù)雜,所面對(duì)的使用環(huán)境也越來(lái)越多樣。

1 高壓輸電線路雷擊特點(diǎn)分析

隨著輸電線路的承載電壓等級(jí)提升,線路整體受外界雷害的影響程度也隨之增加。其中,110k V輸電線路雷擊跳閘,通常以反擊為主,反擊雷跳閘概率能夠達(dá)到60.0 %左右,超高壓輸電線路雷擊跳閘一般以繞擊為主。因?yàn)楦邏狠旊娋€路的絕緣水平比較低,如果雷擊中塔頂或者避雷線,輸電線路的絕緣子特別容易出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。此外,高壓輸電線路在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中,如果出現(xiàn)雷擊跳閘現(xiàn)象,會(huì)降低電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性。與普通的輸電線路相比較來(lái)講,高壓輸電線路具有以下特點(diǎn):①桿塔的高度與尺寸與一般輸電線路相比更大,由于高度更高,所有在實(shí)際使用過(guò)程中,容易出現(xiàn)迎面先導(dǎo)現(xiàn)象,同時(shí)由于上部結(jié)構(gòu)件的尺寸大,在空氣中直接暴露出的面積增加,造成設(shè)備構(gòu)件的引雷半徑增加,提高了設(shè)備在雷雨天氣下遭遇雷擊的概率。②絕緣水平比較越高。高壓輸電線路絕緣子越不容易引起出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。③線路運(yùn)行期間電壓較高。輸電線路導(dǎo)線四周空氣特別容易產(chǎn)生離子波,對(duì)下行先導(dǎo)的發(fā)展產(chǎn)生較大影響。

2 高壓輸電線路故障類型

2.1 雷電故障類型 高壓輸電線路布設(shè)的范圍極為廣泛,不同地區(qū)的海拔高度,空氣溫濕度,天氣變化情況都不一樣。在所有線路故障中,雷擊所造成的影響是最大的。與其他因素相比,雷擊具備不可預(yù)測(cè)的特點(diǎn),但可以通過(guò)具體布置的位置和氣候情況對(duì)可能出現(xiàn)的幾率進(jìn)行提前的判斷。當(dāng)輸電線路遭遇雷擊后,由于瞬時(shí)電壓過(guò)大時(shí),極容易造成跳閘安全事故,與輸電線路相關(guān)聯(lián)的一系列電力設(shè)備都會(huì)受其影響,造成嚴(yán)重的損耗,對(duì)設(shè)備使用安全,設(shè)備使用周期造成不可逆的影響。在我國(guó)中西部山區(qū),高壓輸電線路的延伸距離比較長(zhǎng),由于海拔較高,輸電線路的布置高度與云層較低距離較近,受到雷擊影響的概率更高。

2.2 覆冰故障類型 覆冰故障正常情況下集中出現(xiàn)在北方地區(qū),但南方地區(qū)一旦遭遇極端寒冷天氣,也有可能由于缺乏準(zhǔn)備的準(zhǔn)備而造成大規(guī)模的線路損壞。2008年我國(guó)南方的大規(guī)模降溫和近段時(shí)間美國(guó)德克薩斯州面臨的寒流都暴露出了這一問(wèn)題。覆冰故障的出現(xiàn)是基于溫度和濕度兩個(gè)關(guān)鍵因素的共同作用。當(dāng)輸送線路所處的區(qū)域處于0℃之下,低溫的的水蒸氣與輸電線路產(chǎn)生,附著結(jié)冰,造成輸電線路表面出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象。覆冰會(huì)給輸電線路桿塔上部持續(xù)性造成負(fù)荷影響,一旦覆冰物質(zhì)的總重量超過(guò)了桿塔的最大承載力,就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)斷線或倒塔事故。而且此類事故一般會(huì)牽連相鄰位置的其他線路,造成區(qū)域性的影響,是冬季輸電線路維護(hù)人員巡檢的重點(diǎn)關(guān)注方向。

2.3 架空線故障類型 高壓輸電線路受大風(fēng)與微風(fēng)影響,其老化速度不斷加快,最終出現(xiàn)斷裂。與大風(fēng)相比較來(lái)講,微風(fēng)是導(dǎo)致高壓輸電線路斷裂的核心原因。受微風(fēng)振動(dòng)影響,架空高壓輸電線路出現(xiàn)多次扭曲,再加上其長(zhǎng)期暴露在空氣當(dāng)中,線路老化速度不斷加快,線路容易出現(xiàn)多處斷裂。

3 提升高壓輸電線路防雷水平的重要途徑

3.1 加強(qiáng)高壓輸電線路運(yùn)維力度

3.1.1 加大監(jiān)測(cè)力度 要想保證高壓輸電線路的可靠堯安全運(yùn)行,要求相關(guān)人員適當(dāng)加大監(jiān)測(cè)力度,并運(yùn)用先進(jìn)的檢測(cè)方法,對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行安全評(píng)估。針對(duì)比較分布比較集中的高壓輸電線路,運(yùn)維人員需要安裝檢測(cè)器。無(wú)人機(jī)技術(shù)的有效運(yùn)用,可以顯著提升高壓輸電線路的監(jiān)測(cè)水平,保證高壓輸電線路運(yùn)行中出現(xiàn)的各類問(wèn)題得到良好解決。

3.1.2 提升基礎(chǔ)信息管理效率 高壓輸電線路運(yùn)維期間,要求運(yùn)維人員收集準(zhǔn)確的原始資料,并以此作為基礎(chǔ),加強(qiáng)輸電線路的運(yùn)維力度。對(duì)于運(yùn)維人員來(lái)說(shuō),通過(guò)加強(qiáng)信息管理力度,對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)資料進(jìn)行全面分析后,可以更好的確定輸電線路故障具體位置[2]。為了進(jìn)一步提升高壓輸電線路運(yùn)維水平,運(yùn)維人員可以從動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩方面分析,詳細(xì)記錄下各項(xiàng)基礎(chǔ)信息,并對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,結(jié)合輸電線路運(yùn)行過(guò)程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn),制定出完善的防范對(duì)策,減少安全隱患,保證高壓輸電線路能夠更加可靠的運(yùn)行。

3.1.3 優(yōu)化輸電線路的運(yùn)維方案 對(duì)于高壓輸電線路運(yùn)維人員來(lái)講,可以運(yùn)用信息技術(shù),構(gòu)建信息化管理平臺(tái),并利用此平臺(tái),對(duì)高壓輸電線路相關(guān)物資進(jìn)行有效整合,降低輸電線路出現(xiàn)大型故障的概率。此外,通過(guò)運(yùn)用信息化管理平臺(tái),能夠保證高壓架空輸電線路管理更加專業(yè)化,提高架空輸電線路的安全性[3]。比如,在廣西壯族自治區(qū),輸電線路運(yùn)維人員通過(guò)構(gòu)建信息化管理平臺(tái),在開(kāi)展線路運(yùn)維工作之前,對(duì)各個(gè)區(qū)域的線路運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)研,并以此為基礎(chǔ),制定出更加完善的高壓輸電線路運(yùn)維方案,顯著提高了該地區(qū)的輸電線路運(yùn)維效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上,通過(guò)對(duì)提升高壓輸電線路防雷水平的重要途徑進(jìn)行全方位分析,例如加大監(jiān)測(cè)力度堯提升基礎(chǔ)信息管理效率堯優(yōu)化輸電線路的運(yùn)維方案堯采取不平衡絕緣方法堯合理安裝避雷裝置堯適當(dāng)減小避雷線保護(hù)角堯明確注意事項(xiàng)等等,可以保證高壓輸電線路防雷效果得到顯著提升,強(qiáng)化輸電線路的整體運(yùn)維質(zhì)量。