110kV及以上高压输电架空线路防雷分析

发表时间:2020/5/28   来源:《基层建设》2019年第34期   作者:李志平
[导读] 摘要:在供电系统中,由于接触网的地理环境,与供电系统中的其他设备相比,接触网遭受雷击的可能性较大,结合地区110kV高压线路的雷击情况,本章介绍了根据雷击事故形成的四个阶段和多年的运行经验,分析了雷击线路的危害和两种主要类型雷击线路的特点,提出了防范措施。
        广东电网能源发展有限公司  广东广州  510000
        摘要:在供电系统中,由于接触网的地理环境,与供电系统中的其他设备相比,接触网遭受雷击的可能性较大,结合地区110kV高压线路的雷击情况,本章介绍了根据雷击事故形成的四个阶段和多年的运行经验,分析了雷击线路的危害和两种主要类型雷击线路的特点,提出了防范措施。
        关键词:110KV及以上高压;输电架空线路;防雷分析
        近年来,雷击引发的道路交通事故日益增多,对线路安全运行构成严重威胁。一些110千伏线路也是跨境线路。每次事故检查不仅浪费了巨大的人力物力,而且增加了工作人员和维修人员的工作强度。因此,线路防雷已成为运营维护的重要组成部分。
        一、雷电对输电线路的危害
        闪电越来越频繁了。目前,雷雨紧随其后的是台风和暴雨,位列中国第三大气象灾害。雷击对输电线路的安全运行危害很大,常造成与事故隔离、山区和交通不便地区的冰期,增加了检查和发现错误的难度。闪电往往伴随着瞬间的强风和大雨,而高风速往往会导致大树落在导线上、输电线路振动、横向碰撞和倒极断裂。这就是为什么寻找更有效的防雷措施一直是发电厂的核心,根据2005年至2007年输电线路的统计,雷击事故的总数是造成道路交通事故的首要原因。
        二、改善和降低雷击跳闸率的技术防范措施
        (一)架设避雷线
        在一定的运行条件下,线路雷击跳闸是不可避免的,但应限制在特定的区域内,由于线路绝缘的自我管理,雷击事故的闪络大部分可以在线路上自动消除光缆敷设是保护输电线路光导体最基本、最有效的措施;光导体的主要功能是防止直击雷击中导体,同时又能起到护林员的作用,使流过铁塔的电流,降低,以降低塔顶电位,降低接线绝缘的电压,并减少导体上的感应过载。
        一般来说,线路电压越高,避雷针的使用效果越好,避雷针在线路价格中所占的比例越低。根据标准,220kV及以上电压的输电线路应装设避雷针线路,110kV线路应装设避雷针线路。35kV线路不设避雷针。正常情况下,副电梯进线设置1-2km方向线,必要时调整塔架。
        (二)降低杆塔接地电阻
        高压输电线路的基本电阻与电阻水平成反比。根据基础塔的接地电阻,尽可能降低塔的接地电阻,这是提高高压场内电阻水平的基础,也是最经济有效的手段,对于土质电阻较高的困难地区的线路,必须跳脱框架的原始设计参数,特别是为了加强减阻剂的使用,如增加墓地的选择,扩大接地极的使用范围,增加附近垂直接地的使用,对按有关规定运行的线路,每年测一次塔的基础电阻,并与历史数据进行比较。对于接地电阻超过规范或根据历史数据迅速上升的塔,塔架的接地电阻每年测量一次,采用添加减阻剂和深埋地下隧道的方法提高土速,将土阻力降低到规定的范围内。若上述措施不符合标准,或全线输出有大量非方形土壤电阻,应及时对轨道的地面结构进行修改,注意地网的开挖和转换,观察轨道全年开挖总量的检查情况。运行5年以上的输电线路,了解地面腐蚀情况;发现地面系统腐蚀严重的,应及时列入整改计划。
        (三)增加杆塔绝缘
        由于在输电线路的某些部分使用了高塔,容量大,感应电压高,雷击的可能性大。为了提高线路的绝缘性,降低线路的速度,我们经常采用增加绝缘件数量或更换防污瓷瓶(或更换复合隔离器)的方法来增加绝缘,提高高丘、大带、雷击频繁的杆塔的耐雷水平。增加绝缘件的数量或用高备用功率的复合绝缘子代替绝缘件的方法,更好地防止过载被抵消,但更糟糕的是防止蔓延,而绝缘部件数量的增加受到塔顶选择的绝缘和导体到地面的安全距离的限制,从而限制了线路绝缘的增加。


        (四)加装线路避雷器
        因地形限制、雷电活动频繁、对地电阻大等原因不能埋设地线的孤山,可采用加垫梁的方法达到防雷的目的。电流避雷针会改变。部分雷击电流将从避雷针转移到相邻的杆塔上,部分雷击电流将通过杆塔进入地面。当雷击电流超过一定值时,避雷器就会加入到游骑兵的行列中。雷击电流大多从残余物流向导体,再流向相邻的杆塔,当雷击电流由于导体间的电磁感应而穿过导体和导体时,导体和导体上分别会有耦合元件。由于测距仪远大于由导体产生的声电流,因此,线性整流器具有很好的电位箝位效果,这也是线性整流器保护雷电的明显性能。有两种类型的线路整流器:一种是松散型,避雷器直接连接到操作员,操作员是具有可靠吸收能力的发电厂类型的后付费的延续,串联间隙的下电极和上电极(线性导体)垂直放置,放电特性稳定,色散低;另一种是串联字母型,避雷器与导线通过气隙连接,只有在雷电的影响下才能承载电流电压,具有可靠性高、使用寿命长的优点。
        (五)装设自动重合闸
        在一定的运行条件下,线路雷击跳闸是不可避免的,但应限制在特定的区域内,由于线路绝缘的自我管理,雷击事故的闪络大部分可以在线路上自动消除,自动再循环装置的安装对减少线路雷击次数有很好的效果,据统计,我公司110kV及以上高压线路的回收成功率为75-95,而35kV及以下线路的回收成功率略低。因此,我司分公司目前已在不同电压等级的接触网安装了自动再生装置。提高了装置耦合的可靠性,有效地保证了雷击后供电的可靠性。
        三、防雷的管理措施
        防雷技术措施固然重要,但防雷管理措施不容忽视,只有加强管理,防雷技术措施才能正常工作。
        (一)加强线路的维护
        根据季节变化,确保线路走廊有足够的安全净空。大电压、在多终端区域,按照接触网的运行规则进行维护工作,建立传输线数据库,详细记录传输线各参数的历史变化规律,并将年度测量数据与历史数据进行对比,找出修订的规则和趋势,并采取有针对性的措施。
        (二)抓线路管理的源头
        运营单位提前参与线路的规划、参与和设计,新线要求运营单位参与方案的设计、修改和项目设计的管理;而新线则必须做好线路的验收工作,特别是要检查地面深度符合规定要求,辐射量达到规定长度;建立铁塔阻力值、深度、走向等初步技术台账,确保新工程不留尾巴。做好电线保护工作,要抓住电线保护的重点,制定有针对性的防雷措施,提高高压电线的耐雷水平,最大限度地减少雷害的发生,最大限度地减少雷击造成的损失。
        结束语:
        综上所述,输电线路的运行环境复杂,接触网雷击的形成通常经历四个阶段:输电线路受雷击冲击,输电线路发生闪络,输电线路从冲击性停电过渡到稳定的电流频率电压、线路运行和供电鉴于雷击的四个阶段,现代输电线路应采取防雷措施,实现“四道防线”,即防止直接攻击,为防止输电线路被雷击直接击中,应在线路沿线安装避雷针,防止闪络,即防止输电线路被雷击隔离,并加强线路绝缘,降低杆塔的土壤电阻,为防止射箭,采取的措施有:采用消弧极包扎法、在线路上安装声阻器等;为防止停电,在确定电弧电源频率后,保证输电线路不中断供电,采取的措施有:安装自我约束装置,通过以上分析和多年的运行经验,可以得出结论:通过修建联络线、降低塔电阻和线路车站、增加隔离器数量、引入自动回收装置等措施,可以有效地减少雷击次数。
        参考文献:
        [1]黎日辉.城市密集型110kV架空输电线路设计研究[J].机电信息,2019(14):57-58.
        [2]邓远明.110kV输电线路雷击故障原因分析与防范措施[J].信息周刊,2018(3):0026-0026.
        [3]卢霁明,龚小燕.±800kV特高压直流输电线路防雷接地设计浅议[J].云南电力技术,2018,46(6):51-53.
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