500kV 输电线路雷电干扰及防雷措施分析

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:张鑫
[导读] 电厂发出的电,想要供给全市的居民使用,
        摘要:发电厂发出的电,想要供给全市的居民使用,需要借助于高压输电线路将供电厂发出的电传送到很远的地方,这就是高压输电线路主要的作用。由于高压输电线路在整个供电系统中具有重要的作用,为提高供电系统的稳定性,必须对高压输电线路的雷电干扰情况进行分析,然后采取适当的措施进行处理,进而为供电系统的安全运行提供重要的保障。由此可见,对高压输电线路的综合防雷措施进行研究与探讨具有重要的现实意义。文章主要对500kV输电线路防雷措施问题进行了探讨,概述了输电线路雷电干扰的基本情况,并对输电线路雷电干扰进行了技术分析,提出了500kV输电线路防雷的新措施。
        关键词:输电线路 ; 防雷措施 ; 雷电干扰
前言
        随着我国经济的快速发展,有效的带动了我国电力行业的建设速度。500kV输电线路作为超高压输电线路,承担着高压电的输送任务,其供电可靠性直接关系到工业企业的正常高压电供应,因此需要做好500kV输电线路防雷工作。这主要是由于500kV输电线路长期的处于自然环境下运行,不仅线路较长,而且分布较广,在运行过程中受地形条件及气候影响较大,这也使500kV输电线路极易受到雷电的侵袭,一旦雷击事故发生,则会导致线路出现跳闸故障,严重时还会损坏线路中的相关设备。因此做好500kV输电线路防雷工作,才能有效的提高其运行的安全性。
         1、500kV输电线路受到来电干扰的原因分析
电力行业中将所有可能造成电气设备绝缘系统破坏的电压增高因素,通常称之为过电压,而大气层中的过电压一般是电气设备或地上建筑物受到自然环境中的雷电击打形成的,其能量来自于电力体系外部,也被称为是外部过电压;而雷电最常对电力设备造成破坏的放电便是通过雷电和地面建筑物等之间产生的,当此现象发生在输电线路中,极有可能击穿高压线路绝缘部分,形成电路对地连接间的短路,而500kV输电线路恰恰属于直接接地体系,因此形成电路跳闸的风险较大,从而导致大面积停电或电网不稳定现象。而据调查显示,输电线路容易发生雷电击穿绝缘的原因有下面几种:
1.1 受雷电影响形成的过电压
一般情况下,雷电对输电线路的电击主要有两种,一种是直接电击到高压线路周围地面所形成的,另一种则是电击在高压线路的杆塔或导线等线路上所形成的,此两种过电压前者被称为感压雷过电压,后一种为直击雷过电压,而在雷电的扰乱下,电力工作者往往会对线路保护产生误差判断,尤其是在高压线路暂时性的保护状态下,其所遭受到的感应雷击会在线路上形成大量电流,且电流频次过高,对线路本身的影响与威胁是要高于直击雷击的,雷电直击与线路跳闸等现象多是由于线路中雷电流过大所引发的,雷电直击造成的故障的特点有:多相故障、导地线之间的雷击放电与单次跳闸引发的多根电线塔的闪络。
1.2 输电线路的设计水准与本身特征容易遭到雷电击打
当前被大量选用高压电路的500kV输电线路始建于1980年左右,较早时期投资并建设成功的高压电路,由于受到当时经费紧张与技术落后等原因的约束,其本身的防雷水准就不是很高,由于高压输电线电路与普通传输电路有着本质上的区别,其内部所经流的电流量比较大,电压比较高,多余的电压与电流往往会在电路四周形成电离现象,这也造成了雷电天气,电路容易受到雷电击打的情况。
1.3 500kV输电线路本身的装置环境让其遭受雷电击打的概率增加
近几年,我国不断加快城镇化建设的步伐,土地资源愈发紧张,新建设成功的城镇其高压线路的建设条件遭到诸多限制,线路多数会选择在山坡等区域,较高的地理形态受到雷电击打的概率无形中会有所增长,而且输电线路的高度往往会依次增高,高度的增加也加大了线路受到雷击损害的概率。


1.4 复合绝缘子耐压水平比较低
复合绝缘子于现今的高压电路中应用比较广泛,然而此种复合绝缘子就雷电的耐压水平不够,远远不能够抵抗雷电为输电线路带来的负面效果,反而容易引发较大的线路事故,从而致使500kV输电线路受雷电天气影响的概率增长。
        2、加强500kV输电线路防雷的措施
2.1 架设避雷线
避雷线是高压输电线路中有效防雷的措施之一,为了满足我国经济发展的需求,我国电力系统得到了快速发展。为确保高压输电线路运行的安全性和可靠性,需要对其做好充分的防雷措施。通过在输电线路中架设避雷线,能够起到有效的防雷效果。在发生雷击的情况下,能够分担因为雷击所产生的过大电压,避免输电线路受到损坏。为了提高防雷效果,在高压输电线路中,一般会架设双避雷线,从而最大限度的达到防雷目的。
3.2 安装避雷器
避雷器是输电线路防雷中比较常用的措施,在架设避雷线的情况下,如果雷击所产生的电压过大,避雷线无法及时承担过大的电压,就会对输电线路造成损坏。在这种情况下,可以通过安装避雷器来起到进一步的防范效果,避雷器会将避雷线无法承担的过大电压控制在一定的振幅范围内,降低因雷击产生的电压和电流,同时还会将这部分电压和电流引导向地面,从而保障输电线路的安全运行。
2.3 加强线路绝缘
随着我国电网的增容扩建,输电线路的架设里程不断延长,而高压输电线路一般都是采用大跨越的高杆塔形式,由于杆塔高度较高,所以会增加遭受雷击的几率。在杆塔遭遇雷击时,就会导致输电线路跳闸,从而影响到正常供电的运行。为了减少杆塔遭遇雷击的次数,一般会在杆塔上安装绝缘体,并且增加绝缘体的数量,通过绝缘物质来提高输电线路的绝缘效果,以免受雷击的破坏。在绝缘设备和材料的选择方面,应该从技术性和经济性两个方面来考虑。合成绝缘子的适用范围较广,在对合成绝缘子进行改造后,增加长度,既能够有效预防杆塔受到的雷击,同时又能够发挥防御闪络现象的作用。
2.4 采用不平衡绝缘的方法
为了保证经济发展的顺利进行,输电线路的数量不断增加,在一个杆塔上的输电线路不断增多。为了保证一塔多线情况下输电线路能够安全稳定运行,可以通过使用不平衡绝缘的方式来起到防雷的目的。在杆塔的多条输电线路间使用数量不同的绝缘体,从而减少因为雷击时而在绝缘体间产生的闪络,降低因为雷击而跳闸的现象,从而保证输电线路能够正常运行。
2.5 架设耦合地线
耦合地线的作用就是加强避雷线与输电线路之间的耦合,减低输电线路上的电压,分担雷击时在输电线路中产生的电流。随着高压用电的不断增加,保障高压用电的安全是我国社会发展的重要内容,通过在高压输电线路下方添加一条地线,在发生雷击时,降低雷击的电阻,从而有效的起到防雷的效果。
2.6 降低接地线电阻
当杆塔或者避雷线受到雷击时,雷电电流通过杆塔到达接地装置后,会发生反射,导致杆塔顶部的电位升高,当塔顶电位和导线电位差过大,超过线路绝缘性能时,闪络现象就会发生。为了降低杆塔的接地电阻,采取了牺牲阳极的方法。该方法是在接地系统中采用镁合金,镁合金具有单位电流量大、电位差大、导电性能好、阳极化后生成的电阻率较低、有效时间长等优点。
        综上所述,500kV输电线路是电力系统的重要组成部分之一,其运行稳定与否直接关系到电网的运行可靠性。为保证500kV输电线路的安全、稳定、可靠运行,应当对各种防雷技术措施进行综合运用,以此来增强线路的防雷水平。在未来一段时期,应当加大对防雷技术的研究力度,除对现有的技术措施进行优化改进和完善之外,还应开发一些新的防雷技术,从而为500kV输电线路防雷提供技术支撑。
参考文献
[1]周铁钢.高压输电线路防雷方法研究与应用[J].大众用电,2018,32(09):20-21.
[2]荣晨.高压输电线路综合防雷措施的分析与探讨[J].科学技术创新,2018(12):46-47.
  [3]牛健.500kV输电线路雷电干扰及防雷措施分析[J].科技创新与应用,2016(31):202.
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