220kV输电线路工程防雷措施研究唐天一

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年6卷9期   作者:唐天一
[导读] 伴随我国科学技术的发展,电力在人们日常生活生产中的使用率逐渐提升,演变为人们生活不可或缺的资源之一。
        摘要:伴随我国科学技术的发展,电力在人们日常生活生产中的使用率逐渐提升,演变为人们生活不可或缺的资源之一。在此背景下,怎样保证电力供应对于国民经济发展以及人们生活水平提升都起到极其重要的作用,是现阶段220kV输电线路优化发展的主要目的。因此本文对220kV输电线路工程防雷措施进行简要分析研究,希望为我国输电线路防雷建设提供参考意见。
关键词:220kV;输电线路;防雷措施
引言:改革开放以来,国家一系列的社会、经济、文化、科学技术发展都离不开电力资源的支持,并且随着人们生活水平的逐步提升,对于供电稳定性提出了更高的要求。但是电网主要建立在室外,并且通过对220kV输电线路的架空建设实现电力的传输。在外部环境下雷电天气便会对输电线路产生影响,并造成其电力故障问题,所以在电网建设中必须加强220kV输电线路的防雷措施,以此来保证220kV输电线路正常的安全运行。

一、目前我国所拥有的输电线路防雷技术
        就现阶段我国社会经济的高速发展,对于电网建设的要求逐渐提升,由此展开的输电线路防雷研究取得了一定成果。但是目前我国气象条件与地形条件逐渐复杂化,导致研究的防雷措施在具体实施中仍然存在缺陷。详细来看我国当前已经广泛使用的输电线路防雷技术主要有以下两种:一是常规防雷技术,其中包含了提升输电线路绝缘水平、降低杆塔接地电阻、输电线路自动重合闸技术、中性点不直接接地、减小保护角、架设避雷线等等[1]。在上述提到的常规防雷技术之中,使用最多的当属架设避雷线,使用此方式主要是通过技术对雷电直接击打导线进行阻止,同时还能有效的降低雷电感应过压的问题,实现雷电的分流。二是非常规防雷技术,近几年随着科学技术的发展还有部分非常规防雷技术应用在220kV输电线路的防雷工作中。例如在输电线路上安装消雷器、提前发射的接闪器。通过这两种手段对雷电电流进行有效的抑制或抵消,此外还利用避雷针接闪能力的提升做到对避雷针的扩大,从而增加其保护范围。使用中安装消雷器、提前发射的接闪器的形式虽然能切实的提升输电线路的防雷水平,但是我国电力企业以及相关研究机构对与两者的研究还不够充分,所以还未得到广泛的认同。与此同时,输电线路上安装永柱引雷装置、火箭引雷装置及激光引雷装置还处于研究完善阶段,有待成熟。

二、220kV输电线路遭遇雷击的原因
        为了根据电网实际需求制定220kV输电线路的工程防雷措施,需要对220kV输电线路遭遇雷击跳闸的原因进行简要分析,发现当前220kV输电线路雷击事故原因包括以下几方面:第一,随着国家经济社会的发展最近几年电网杆塔建设线路不断增加,导致同杆塔架设线路在面临单回线路雷击跳闸事故的基础上,还要面对输电线路反击事故,极大程度上增加了雷击跳闸事故的发生概率。第二,由于人们对各类自然资源的开采运用,生态环境破坏较为严重,导致部分区域内雷电天气频频出现,所以220kV输电线路工程的雷击跳闸故障不断增加。第三,已经修建好的220kV输电线路工程在实际运行中或多或少会受到环境的限制,很难利用降低线路保护角、关口前移等方式增加线路的抗绕击能力,导致线路防雷水平受到限制[2]。第四,220kV输电线路中会应用到合成绝缘子,虽然能切实的提升线路耐雷水平,但是无法长时间的使用,因此当前部分220kV输电线路中使用的合成绝缘子已经老化,加大了闪络发生的概率。第五,我国城市化建设的速度不断加快,促使220kV输电线路工程施工面临较为复杂的地质条件,往往需要将杆塔建立在山头或者是山坡上,导致线路受到雷击的概率大大增加。

三、220kV输电线路工程防雷措施
3.1  合理选择输电线路路径
        通过深入的研究发现线路在受到雷击时,被击中的线路往往处于某些特殊的地段,在专业上被称之为“选择性雷区”,这些地段一般具备复杂的地质条件、高差较大、土壤电阻率较高。

所以现阶段的220kV输电线路工程在设计阶段要对现场进行详细的勘察,并尽量避免路径经过这些区域,做到从源头上杜绝雷击可能性。但是220kV输电线路工程如若必须经过这类地区,便需要根据地质条件来采取合理的防雷措施,增加这一地段的防雷保护。
3.2  架设避雷线
        避雷线的架设是220kV输电线路保护之中最为有效的措施,架设避雷线的主要目的是防止雷电直接击打导线,从而造成故障。除此之外,在使用之中避雷线还有其他的附属功能,比如流经杆塔电流进行分流,降低塔顶的电位;对流经导线会使感应电压降低的电流进行屏蔽[3];使用其自身存在的耦合作用消减线路绝缘子电压。线路电压水平较高时输电线路架设避雷线,如此能增强避雷效果,同时避雷线造价也较低。因此220kV高压输电线路工程实施之中,需全线架设避雷线,并且为实现避雷效果的增强,还可使用较小的避雷线边导线保护角。
3.3  提升绝缘水平
        220kV输电线路工程防雷措施之中,提升绝缘水平可以说是所有防雷措施里性价比较高的方案之一,在实际使用中可减小保护角,并提升绕击与反击的耐雷水平,从而降低建弧率。例如在高杆塔上增加绝缘子串的片数,但是在实施中需要结合地区雷电活动的变化规律进行施工,直线铁塔绝缘子的使用FXBW4-220/100型,棒式复合绝缘子;而耐张铁塔绝缘子可采用FC100P/146钢化玻璃盘式绝缘子。针对220kV输电线路工程,一般是根据操作过电压、工频过电压等数据进行绝缘子数量的选择,并在建设中反复试验其耐雷水平。
3.4  安装并联间隙
        利用绝缘子串两端并联一对金属电极的方式,对间隙进行有效的保护,以此避免绝缘子串因为雷击而产生损坏的概率,从而降低220kV输电线路工程的雷击概率。并联间隙在安装阶段可以选择的方式较多,包括一回全相安装并联间隙、闪络故障相安装并联间隙、两相闪络时故障相安装并联间隙[4]。在不同并联间隙安装形势下220kV同塔双回输电线路的反击耐雷水平存在不同,通过详细的工程研究,只有在单回闪络相添加并联间隙的形势下,线路多相闪络的耐雷水平提升程度最高。
3.5  降低杆塔接地电阻
        降低杆塔接地电阻其实是对输电线路进行防雷保护的有效措施,如若杆塔建立在土壤电阻率较低的地区,相关人员可通过提升杆塔自然接地程度来实现接地电阻的降低。又或者杆塔位于土壤电阻率较高的地区,要实现其接地电阻的降低存在一定困难,这时可通过连续延伸接地体的形式,或者采用多根放射性接地体搭配的形式,来实现杆塔接地电阻的降低。

四、结束语
        综上所述,220kV输电线路工程防雷措施的使用,必须根据工程建设地区的实际环境与地质条件等因素,并结合详细的观察与分析来采取最有效的措施,实现输电线路防雷能力的增强。

参考文献:
        [1]阮淮振. 220kV输电线路工程防雷措施研究[J]. 中国设备工程, 2019, 000(004):176-177.
        [2]姚强, 卢志献, 林苗,等. 石山地区110~220 kV输电线路易击杆塔的防雷措施探讨[J]. 广西电力, 2005(06):35-37.
        [3]李江陵. 简要分析220kV输电线路在实践防雷中的效果[J]. 电子技术与软件工程, 2014(17):189-190.
        [4]李孔光. 浅析220 kV高压输电线路防雷接地技术[J]. 科技展望, 2016, 026(017):113.
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