超高压输电线路雷电绕击的措施分析

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:黄敬峰
[导读] 摘要:超高压输电线路在运行过程中避免不了的一个问题就是雷电绕击,所以,预防雷电绕击是超高压输电线路的重点工作之一。
        (中国南方超高压输电公司南宁局)
        摘要:超高压输电线路在运行过程中避免不了的一个问题就是雷电绕击,所以,预防雷电绕击是超高压输电线路的重点工作之一。本文通过对500KV超高压金换甲线为例进行分析,通过对雷电绕击的情况简介,分析500KV超高压金换甲线雷电绕击的可能性最大的几个方面,从而提出几项超高压输电线防止雷电绕击的措施,并对几项措施的优点和注意事项进行阐述。从而可以根据实际情况来选择防止雷电绕击的具体措施。
        关键词:超高压;雷电绕击;措施
        1 雷电绕击概况
        雷电是干扰超高压输电工作的主要因素,我国统计的数据显示,雷击引起的线路故障占到线路总跳闸事故的60%左右,占比非常高。在500kV以下电压等级的输电线路中,雷击故障主要有雷电流直接击中铁塔或避雷线弓|起的反击雷和绕过避雷线的绕击雷两种情况;在500kV以上的超、特高压输电线路中,雷电绕击是引|起跳闸的主要因素,综合来看,雷电绕击对超高压输电线路的影响非常大,所以,有效的预防雷电绕击,提高防绕击的能力,是超高压输电工作的重点内容,对电力系统的安全稳定也有重要的意义。
        2 雷电绕击造成的危害
        通过各种复杂得地形和气候区域,终年暴露于自然环境中,极易受到各种恶劣天气条件下的影响,特别是被雷电击中的非常频繁。避雷线是超高压输电线路最基本的防雷措施,具有以下特点:(1)防止雷电直接击中输电线;(2)雷电击中杆塔顶部时,对雷电流具有分流的作用,可以使流入杆塔的雷电流减少,并降低杆塔顶部的电位;(3)可以耦合输电线,减小雷电击中杆塔时塔头绝缘的电压;(4)可以屏蔽输电线,减小输电线上的感应过电压。根据江西省2010-2011年输电线路雷击跳闸情况统计,110kv 线路发生反击引起跳闸83起,绕击引起跳闸22起,绕击比重为21%。
        输电线路易发生雷击的主要原因:一是特殊的地理环境和多变的气候条件,雷电活动频繁;二是线路处在海拔较高的斜坡或山顶,易遭雷电绕击;三是线路设计标准偏低,杆塔防雷保护角较大,易遭绕击;四是线路绝缘配合偏低,耐雷水平低,易发生线路遭雷电反击跳闸;五是正电荷向大地放电频繁而且猛烈,杆塔及避雷线遭雷击易发生反击。
        输电线路的反击耐雷水平,与雷电波幅值、陡度等雷电参数及导地线布置、杆塔波阻抗、绝缘配置、杆塔接地电阻等密切相关。500kV反击耐雷水平一般为120~160kA。对于运行线路防止反击发生,主要是通过降低杆塔接地电阻等措施来保证线路的耐雷水平,减少雷击跳闸率。故运行中通过加强杆塔接地装置的维护,控制了反击发生的条件,一般情况下,超高压线路发生反击的概率极低。
        实际运行经验正反映了这一点:220kV新杭Ⅰ回线路多年观测数据发现,其绕击跳闸占雷击跳闸59.6%。湖南省220kV以上输电线雷击情况调研表明,1996~2004年一季度,湖南省220kV以上输电线路共发生雷击跳闸143次,通过对其中的45次典型雷击跳闸故障的分析,绕击有32次,占71.1%;反击13次(其中7次因接地电阻过高)。对其中500kV线路的5次雷击跳闸分析,绕击4次,反击1次。统计资料表明,大量的雷击跳闸故障都是由相对较小的雷电流引起的,一般约15~30kA,如此小的雷电流幅值远未达到反击的条件。理论分析认为,在相对较小的雷电流状态下,避雷线屏蔽失效,造成雷电绕击导线,引起输电线路雷击跳闸。由此可以得出,在220kV及超高压输电线路的运行中,雷绕击是引起雷击跳闸的主要原因。


        3 预防雷电绕击的解决方案
        3.1尽量缩减避雷线的保护角度
        如若输电线路保护角度减少时,同步状况下输电线路的雷电绕击率便会下降,此时线路便能够愈加有效地进行雷击隐患克制,所以说,人为地进行线路保护角度缩减,可以被理解为当下最为直接的防绕击雷侵蚀举措。不过,此模式可行性不理想,主要是未能将建设好的线路分布的具体状况考虑进去,想要进行其保护角度随意性整改是非常难的,尤其是在山区设置的塔杆,其水平倾斜角度相比平坦路面要大一些,因为顶部设计的约束问题,致使其保护角通常状况下难以整改。所以,进行线路保护角度人为性缩减,可以判定不是一“ 类理想的预防举措。
        3.2全面沿用一些较低的电阻进行塔杆接地控制
        进行超高压输电线路防雷控制的另一类方式则是进行杆塔接地电阻数值减小。原理就是一旦说杆塔接地电阻数值降低时,杆塔顶部上的电位也就同步变小,此时杆塔和线路自身的抗雷实力便会全面增加,这样便能很好地规避雷击造成的一“切危害效应。实际工作中进行杆塔接地电阻减小调试的手段极为繁多,大多数状况下相关技术人员会考虑借助水平外延接地体、填充低阻物质或是额外填装导电部件等方式,不过整体,上对于雷电绕击隐患还是不太适用。
        3.3 适当增加避雷针
        如若考虑在杆塔顶部位置进行可控样式的放电避雷针添加设置,便不单单能够持续改善其应有的引雷功能效果,同时可以顺势降低雷电绕级问题的重复滋生几率。更为重要的是,雷电绕击过程中,产生的电流数值不是很大,如若能够在其间将接地的电阻值维系在预设的合理范畴之内,便不会额外滋生出严重的闪络危机,或是因为反击而引发跳闸事故。另外,在进行可控式放电避雷针添加设置过程中,必须要严格遵守相关技术规定,如此- -来,其防护功能才能切实地发挥到极致状态之上。当下相关施工人员要做就是尽量将杆塔的接地电阻值进行减小处理,特殊状况下直接进行更换,旨在彰显出可控放电避雷针最佳的防雷效果。
        另一方面,在线路之上进行金属氧化物避雷器安装调试。此类方式能够更为理想地减少雷电绕击事故滋生儿率,最终强化线路运行的稳定和经济性。其具体的工作原理表现为:当线路上的避雷器和绝缘子成功地交接之后,雷电绕击的线路或是雷击杆塔之上的电压,便会迅速地超过避雷器的动作电压,此时预先安装的避雷器便会同步产生反应,并月借助电阻片的非线性伏安特性,令避雷器内部残留的电压无法超出线路绝緣子串的闪络电压;而经过雷电电流合理程度地释放削减过后,避雷器会在第- -时间内将工颜续流予以截断处理,保证线路当下不会因为此类状况而发生跳闸迹象,至此输电线路便会恢复往常的正常运作状态。而这类方式对于一些雷电频繁滋生或是土壤导电能力不高的区域,同样具备较强的适用性。
        结论
        通过对500KV超高压输电线路防止雷电绕击进行的分析和探讨,可以发现,本文提出的一些措施中,最为有效的就是在超高压输电线路上,再额外的安装避雷设备,这个设备是可控、放电的避雷针或避雷器。这属于综合性的防雷电绕击的一种广泛的应用,效果也较为显著。
        参考文献:
        [1]马丽山, 计及风偏和她面倾角的线路绕击耐霄性能研究[J].电力科学与工程,2010,11(09);79 -88.
        [2]张乔根,高压输电线路和变电站雷电防护的现状与发展(J].电瓷避雷器.2010,20(03) :166 - 171.
        [3]臧海洋,基于EMTTP的同塔并架多回线路防雷计算[J].电网与南洁能保,2010,14(12):137 - 143.
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