35kV架空輸電線路雷擊模型及防雷應(yīng)用

丁震　謝娜

摘要：在我國(guó)的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，35kV作為重要的輸電線路，對(duì)于電力資源的傳運(yùn)輸送具有重要的作用。35kV架空輸電線的等級(jí)為中壓級(jí)別，在我國(guó)電力系統(tǒng)中，中壓級(jí)別的輸電線路數(shù)量種類(lèi)龐大，所以一般來(lái)說(shuō)不會(huì)在全線架安裝避雷設(shè)施。因此，35kV架空輸電線路所的絕緣水平也相對(duì)較差，在實(shí)際輸電的過(guò)程中，35kV架空輸電線路所遭受雷擊的概率較高，特別是在地形較為崎嶇的地點(diǎn)，或是雷雨天氣較多的山區(qū)地帶。基于此，本文將在輸電線路被雷擊放電、雷擊導(dǎo)致雷電電壓和雷擊電流事故發(fā)生的基礎(chǔ)之上，對(duì)35kV架空輸電線路的防雷策略進(jìn)行闡述，同時(shí)，通過(guò)創(chuàng)造35kV架空輸電線路的雷擊模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明。

關(guān)鍵詞：35kV架空輸電線路;雷擊模型;防雷應(yīng)用

引言

社會(huì)的不斷發(fā)展，使得人們?nèi)罕妼?duì)各種資源能源的需求也不斷增多，在電力系統(tǒng)方面，中壓級(jí)別的輸電線路配置已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)中重要的組成部分。通過(guò)電廠所傳送出的電力能源，經(jīng)過(guò)各種級(jí)別的輸電線路實(shí)現(xiàn)對(duì)居民的用電供應(yīng)。作為電力資源與居民之間的傳送紐帶，輸電線路的安全尤其重要。近幾年，35kV架空輸電線路所占用的比例和分量越來(lái)越重大，縱觀對(duì)輸電線路的安全問(wèn)題，對(duì)其影響最大的依然是累計(jì)問(wèn)題。雷電作為一種不確定又無(wú)法預(yù)知的自然因素，對(duì)我國(guó)的輸電線路故障維修及排查造成了一定的影響。因此，下文將會(huì)對(duì)35kV架空輸電線路的防雷應(yīng)用分析。

1、35kV架空輸電線路雷擊情況

1.1雷擊放電原理

在雷雨天氣中，云彩中的雷元素電荷在受到發(fā)熱氣流的影響之后，如若再遇到稀薄的冷空氣，就會(huì)產(chǎn)生冷卻凝固變化，也就是放電的產(chǎn)生。雷元素云彩與地面可以相互作用，進(jìn)行放電，同樣，雷元素云彩與云彩之間，也可以相互作用，形成電擊，本文所討論的35kV架空輸電線路電擊就是雷云與雷云之間的作用力。

1.2雷電的參數(shù)

在進(jìn)行輸電線路的雷擊預(yù)防工作過(guò)程中，必須先對(duì)雷電的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的了解，這是工作開(kāi)展的首要條件。在雷電參數(shù)中，有三種分類(lèi)：一是雷電流的特征;二是雷暴日;三是地面落雷度。

雷暴日參數(shù)通俗來(lái)講，就是根據(jù)雷暴日出現(xiàn)的過(guò)程中，其雷暴持續(xù)的時(shí)間和天數(shù)進(jìn)行定義的參數(shù)。雷暴日在一般情況下可以對(duì)地區(qū)的雷電出現(xiàn)概率和雷擊次數(shù)進(jìn)行判斷。雷暴日的出現(xiàn)和分布狀況，與地區(qū)的位置、地區(qū)的地形狀態(tài)有一定關(guān)系。通常來(lái)說(shuō)，在氣候炎熱、溫度高且濕度大的地區(qū)容易出現(xiàn)，而在較為平坦的地區(qū)，如海洋等地發(fā)生的概率就比較小。雷暴日被定義為在一段時(shí)間內(nèi)，可以是一個(gè)小時(shí)，也可以是二十四個(gè)小時(shí)，在這段時(shí)間內(nèi)，只要出現(xiàn)雷電的聲音，就可以將其歸納統(tǒng)計(jì)到雷暴日或者雷暴小時(shí)之間。縱觀全球雷電的出現(xiàn)頻率，在赤道地區(qū)雷電最為活躍，最長(zhǎng)的雷電活動(dòng)可以超過(guò)三百天。

雷電流的特征特點(diǎn)，又分為三個(gè)參數(shù)，分別是：雷電流上升到幅值的時(shí)間，也叫波頭;脈沖電流的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，也叫波長(zhǎng);以及幅值參數(shù)。在這三個(gè)參數(shù)之中，幅值參數(shù)和波頭參數(shù)決定了雷電流隨著時(shí)間上升的變化概率，這個(gè)概率對(duì)電壓具有直接的影響。

地面落雷度參數(shù)與落雷的密度高低，以及雷暴日的年平均數(shù)量有直接關(guān)系。通過(guò)實(shí)際實(shí)踐得出，三者關(guān)系為正向作用關(guān)系。

2、35kV架空輸電線路的防雷擊應(yīng)用

2.1合理選擇輸電線路

經(jīng)過(guò)大量的實(shí)際實(shí)踐，可以得出結(jié)論，輸電線路容易遭受雷擊的范圍大多集中在某些區(qū)域，因?yàn)榈匦蔚脑蚶纂娛鹿室踩菀自谀骋坏貐^(qū)頻發(fā)。因此，加強(qiáng)對(duì)這些地區(qū)的輸電線路保護(hù)，或者在建設(shè)輸電線路時(shí)繞開(kāi)相應(yīng)的事故易發(fā)地區(qū)，也可以有效減少雷擊的概率。通常來(lái)說(shuō)，雷電易發(fā)生的區(qū)域主要集中在以下地區(qū)：一是地下水位較高的地區(qū);二是巖石區(qū)域;三是被陽(yáng)光照射的突出地區(qū)。

2.2建設(shè)避雷線路

保護(hù)輸電線路的有效措施中，架設(shè)避雷的線路是最基本也是最快捷的方式。避雷線路的主要作用，就是降低減少雷電直接擊打輸電線路的概率，并且，架設(shè)避雷線路還能對(duì)雷電進(jìn)行分流、耦合的作用。分流就是在降低桿塔雷電流的基礎(chǔ)之上，降低相應(yīng)桿塔塔頂?shù)奈恢?耦合就是將輸電線路的絕緣分子電壓降到最低。

2.3安裝避雷設(shè)備

雷擊是無(wú)法預(yù)測(cè)的事故，在35kV架空輸電線路的防雷擊應(yīng)用中，即使在整條線路上都建設(shè)避雷線路，也不能完全保證不受到雷擊的威脅。因此，相關(guān)技術(shù)人員可以在35kV架空輸電線路上安裝避雷的設(shè)備，通過(guò)避雷設(shè)備來(lái)降低雷擊造成的損害，同時(shí)，對(duì)雷電電流進(jìn)行有效的阻隔，使電流流傳到大地之中，提升35kV架空輸電線路的安全性。

3、雷擊模型的研究

為了減少35kV架空輸電線路雷擊事故出現(xiàn)的概率，將會(huì)建立雷擊線路模型并進(jìn)行仿真分析。在當(dāng)前，我國(guó)對(duì)35kV架空輸電線路的防雷擊已經(jīng)有了相應(yīng)的預(yù)防措施，但是其預(yù)防改善的效果還是不太理想，在遭受雷擊之后，其跳閘與短路的現(xiàn)象依舊存在，因此，本文將會(huì)在仿真雷擊模型的建立基礎(chǔ)上，進(jìn)行對(duì)問(wèn)題的分析，找出雷擊的原因與防治措施。根據(jù)交流電電氣裝置的構(gòu)造為基礎(chǔ)，配合絕緣電壓保護(hù)要求，可以得出35kV的架空輸電線路必須擁有20～30kA的耐雷水平。根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)35kV架空輸電線路不進(jìn)行防雷措施的實(shí)行時(shí)，其輸電線路的抗雷擊水平就會(huì)相對(duì)降低，當(dāng)雷擊的電壓達(dá)到一定程度的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生絕緣子串閃絡(luò)的問(wèn)題。同時(shí)，當(dāng)接地電阻的數(shù)據(jù)數(shù)值不同的時(shí)候，其抗雷擊的能力也會(huì)有所不同。換句話說(shuō)，就是接地電阻對(duì)35kV架空輸電線路的影響是對(duì)架空輸電線路抗雷擊水平高低的重要影響因素。尤其是在桿塔的塔頂，其抗雷擊程度的影響效果更加明顯，可以說(shuō)，其二者之間的關(guān)系為反比。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，35kV架空輸電線路在電力系統(tǒng)運(yùn)行中具有十分重要的作用，對(duì)人們的日常生活也有著重要的影響，因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)35kV架空輸電線路的防雷應(yīng)用，提升輸電線路的抗雷擊水平，降低故障發(fā)生的概率。

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