输电线路雷击跳闸故障及防范技术分析

发表时间:2020/7/31   来源:《中国电业》2020年3月7期   作者:钟春东
[导读] 本篇文章对输电线路雷击跳闸故障及防范技术进行分析,以供参考。
        摘要:输电线路作为电力系统中必不可少的一部分,它的正常工作直接会影响到整个电力系统的电能输送情况,尤其是在输电线路受到雷击后,会出现非常严重的故障,例如线路短路不能正常供电,甚至还会发生火灾等。基于此,本篇文章对输电线路雷击跳闸故障及防范技术进行分析,以供参考。
关键词:输电线路;雷击跳闸故障;防范技术
引言
        输电线路架设地点相对复杂,受地形、气候等因素的影响,在雷雨天气易受到雷电干扰,严重时发生雷击跳闸故障,影响线路正常运行并带来一定的经济财产损失。为强化超输电线路防雷能力,有必要对雷击跳闸故障防范措施进行总结。
一、输电线路遭受雷击的影响
        对于整个供电系统中的输电线路而言,雷击现象对整个系统会产生非常大的影响,尤其是常用的220kV的输电线路,如果该输电线路受到雷击的影响,那么就会出现更多的故障,其中包括以下几种:一是输电线路的跳闸现象;二是连接在一起的电气设备会受到雷击而损坏;三是出现绝缘子的闪络异常,甚至在有些时候还会威胁到人们的生命财产安全。如果实际的输电线路是在山区或者人口较少的交通不便利地区,如果输电线路出现雷击的现象就会非常难以查找故障所在地,严重影响人们的生产生活用电。另外,输电线路遭受雷击一般都是在比较恶劣的天气条件下,而且在雨季遭受雷击还非常容易造成大树的倾倒,这种情况下如果不尽快采取合理的解决措施,就会出现连线现象,甚至还会电击到路过的行人,危及人们的生命安全。
二、输电线路的雷击跳闸事故原因
        (一)避雷装置安装质量不过关
        氧化避雷器是大部分配电线路用以预防雷击的选择措施,但由于目前输电线路大多都是以架空形式且布设范围较广,无法做到将避雷器配备到所有的线路上去,导致部分配电线路易引发雷击。除此之外,有些避雷器本身质量也不过关,即便安装了避雷器,也依旧无法较好地防范雷击伤害。
        (二)输电线路的地理位置不利于防雷
        地理环境也会对避雷器的效果带来影响。广东地区地形复杂,杆塔多设置在山头或迎风坡,线路的布设复杂、跨度大,导致防雷接地装置难以安置,因此接地极与接地电阻发挥不了作用。而且当山岩及其土壤电阻率较高时,接地电阻值难以达到要求,加之杆塔电位升高会更容易引发雷击造成故障。经过对实际情况的观察,广东部分地区工频接地电阻值严重超标,地电位反击以及雷击电流泄放都会受到一定程度的影响,进而导致避雷器或变压器损坏。除此之外,还有经过矿产区上空的配电线路、铁路附近的输电线路在安置避雷器时,受金属矿产、铁轨等因素的影响,其效果也会减弱。
        (三)输电线路中杆塔的接地电阻相对较小
        然而在实际的高压线路中都有一系列防雷装置的设置,由此来避免高压线路跳闸的现象,然而现阶段这些防雷措施的不规则施工也是输电线路出现雷击跳闸现象非常关键的因素。
三、输电线路运行中的防雷技术
        (一)调整避雷线保护角
        超高压输电线路雷击跳闸经典故障多为雷电绕击,适当调低避雷线保护角大小,可强化避雷线对导线的屏蔽效果,进而减少雷电绕击事故发生的概率。一般情况下,500kV及以上输电线路采用双避雷线,避雷线保护角以15°为宜。但受到超高压输电线路分布特征的影响,想要全面调整避雷线保护角很难实现,尤其对于架设在山区的输电线路,调整保护角的难度和成本均较高。因此建议仅对电路中雷击跳闸故障发生频繁,或易出现雷击现象区域内的避雷线保护角进行调整,配合耦合地线,提高防雷屏蔽效果。
        (二)安装避雷器
        电力系统的安全运行需要依靠配电线路拥有足够的稳定性和可靠性,因此工作人员对于防雷击的保障措施一定要做到位。其中安装避雷器就是一种较为常见的保障措施。

自1752年,富兰克林发明了避雷针后,这种避雷装置一直在不断发展与进步,在避雷领域发挥了不小的作用。当出现雷电时,避雷针能将雷云释放出的电荷泄放后,在短时间内恢复绝缘状态,保护配电线路不会出现跳闸故障。
        (三)降低塔杆接地阻值
        降低超高压输电线路塔杆接地阻值也可有效防止雷击跳闸故障的发生,降低塔杆接地阻值可减小塔杆顶部的电位,提高线路自身抗雷击能力,将雷电对线路正常运行的影响控制在最小范围。同时,调整塔杆接地电阻的防雷方式较调整避雷线保护角更易实现,例如,扩大接地网面积、降低电阻率等。接地网面积与接地电阻阻值呈反向变动,面积增加后,电阻阻值随之减小。在实际工作中,接地电阻的调整多采用添加导线或扩大接地网面积的方式进行,但该方法难以防治雷电绕击,因此需与其他防雷方式结合使用。
        (四)使用不平衡绝缘
        针对高压输电线路设计,很多都采用双回路形式,基于这一同杆塔架设的线路方式具有特殊性,传统模式下的防雷措施不能实现良好的防护效果,针对这一难点问题,可以选择不平衡绝缘方法。使用不平衡绝缘,能够有效缓解由于雷击现象给双回路造成的跳闸问题,从而确保超高压输电线路运行的安全性。在使用不平衡绝缘设计的过程中,需要考虑双回路中绝缘子串片数量的设置。当存在雷击现象时,如果绝缘子串片数量不足,会引发闪络现象,出现闪络现象的情况下,导线要发挥地线的作用,此措施的应用可以避免其他导线回路出现耦合现象,从而提高回路的防雷能力,保障回路的电力供应持续性。
        (五)加强对防雷设施的维护
        为了更好地发挥防雷设施的作用,加强防雷设备的维护工作是十分有必要的。在日常维护过程中,应该严格按照国家制定的要求,对防雷设备进行故障排查工作。参与排查工作的相关人员应当做到充分了解避雷装置的运行情况,在发现缺陷和隐患后,及时处理问题,保障设备能够在关键时刻发挥作用。①设备运行时间不应当超过设计标准,需要工作人员加强技术监督,确保输电线路的绝缘能力。其中,避雷针、绝缘子、熔断器等设备的耐压性、绝缘度都要进行反复测试,如有不达标的地方要及时调换。②为了使得配电线路始终处于稳定状态,工作人员需要在发现问题的第一时间就将故障排除,根据要求安装雷击指示灯,当发生雷击时可以迅速发现故障原因,减少损失。③向设计施工部门定时通报运行状况,以保障线路安全运行。
四、故障的预防
        (一)加强技术的创新
        针对输电线路的雷击跳闸故障问题,要想得到有效解决,需要加强技术创新。在实践中,政府及有关部门要加大对技术创新的支持,加大资金投入力度,引进国外先进技术和经验,并根据我国实际情况进行技术应用与发展,通过技术雷击防护技术创新,改善雷击跳闸问题,保障线路运行稳定、有序。
        (二)完善相关管理制度
        在预防与控制雷击跳闸故障的过程中,输电线路运行管理也十分关键,只有做到事前控制,及时处理线路运行中的各种问题、避免线路老化等,才能切实提高超高压输电线路的安全运行能力,增强线路的雷击抵挡能力,从而降低雷击跳闸故障,减小对输电线路的影响。
结束语
        综上所述,雷击跳闸现象对输电线路危害巨大,会导致整个供配电系统出现多种故障,所以相关电气技术人员必须要制定最佳的处理方案,有效预防输电线路遭受雷击,同时还要选择合适的避雷装置,从而更好地保障输电线。
参考文献
[1]唐凌毅.架空输电线路防雷技术研究[J].中国新技术新产品,2019(24):147-148.
[2]杨斌.架空输电线路雷击跳闸原因与防雷技术[J].集成电路应用,2019,36(11):98-99.
[3]李国宝.输电线路雷电灾害防御体系建设研究与应用[J].山西电力,2019(04):22-25.
[4]谢家力.输电线路运行安全影响因素及防治措施[J].技术与市场,2018,25(12):78-79.
[5]向永康.分析高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合[J].通讯世界,2018(09):143-144.
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