摘要:随着经济的快速发展,电对于人们的生活发挥的作用越来越大,从照明,电器的使用,工厂的生产等等都离不开电,所以电的生产和电的传输都是十分重要的,政府和人们对这些方面也是高度关注。而作为电的传输的主要方法,超高压输电线路,在目前情况下得到了广泛的使用,但是在使用过程中,存在着许多的问题,而雷击跳闸也是目前超高压输电线路容易产生的问题。而超高压线路一旦跳闸就会导致整个输电线路的暂时停用,这样一来就对整个城市得用电带来麻烦,使人们无电可用,使工厂的生产停产,这样一来,在短短的几分钟内的超高压线路运输由于雷击跳闸,就导致电路运输停止,给整个城市造成了巨大的经济损失。所以解决这个问题刻不容缓。
关键词:超高压输电线路;雷击跳闸;故障分析
1雷击跳闸问题的现状
目前情况下我国在电力运输的过程中,由于技术水平有限,所以在传输过程中仍然存在着许多问题,线路敷冰,雷击等等,这些问题就影响了我国的电力使用,进而影响人们的生活,和工厂的生产,由于我国特殊的气候,季风性气候,导致我国在春夏等季节雷电十分频繁,这样一来就有雷击击中了超高压输电线路,导致整个线路跳闸,由于气候问题无法进行改变,所以只能改成技术问题,由于目前情况下我国的相关技术也无法解决雷击跳闸的问题,导致整个运输电的过程中没有了保障,我国每年由于雷击跳闸的事故所造成的经济损失都是巨大的,所以,为了不影响工业的正常生产,为了保障人们的日常生活正常进行,就需要对目前这种雷击导致跳闸的现象进行及时的处理,防止这种事故的多发。才能促进整个城市的发展。
但是目前情况我国的超高压输电线路受雷击的次数数量十分之多,而目前相关的技术也无法对整个超高压输电线路达到正常的预防雷击,所以就要在各个方面来使整个超高压输电线路对雷击进行有效的预防,进而使线路跳闸的次数减少,为整个电力系统的运行和使用,带来了巨大的帮助。
2超高压输电线路雷击跳闸典型故障
综合来看,超高压输电线路雷击跳闸故障多集中在6~8月份,位于山区的超高压输电线路雷击跳闸故障发生频率最高,约占雷击跳闸故障总数的60%。超高压输电线路雷击跳闸故障表现出如下特点:第一,故障发生频率与落雷密度直接相关,单从上半年来看,雷击跳闸故障多集中在6月。第二,故障发生与线路所处地形高度相关,从发生在山区的雷击跳闸故障分布上看,山顶及山坡的故障数更多。第三,发生雷击故障时,短路保护器动作成功率非常高,几乎可达到100%。第四,雷电绕击过电压是跳闸故障的主要类型,该现象受电流大小、防雷保护角等因素的影响,且多发生在单回路的两边相与双回路的中间相上。一般情况下,雷击电流大小在30~60kA。
超高压输电线路雷击跳闸故障的原因多与自然因素有关,空旷的平原、山区为雷击跳闸故障高发区域。此外,当地土壤电阻率、线路抗雷击能力、防雷措施设置情况也是可能成为引发雷击跳闸故障的原因。
3超高压输电线路雷击跳闸典型故障预防
3.1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。
3.2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。
3.3安装线路避雷设备
线路型避雷器能够将超高压输电线路接收的雷击电流充分导入到大地,避免变压异常变动,对线路及电力设备实施有效保护。超高压输电线路防雷击能力主要受电流大小、放电电压、接地电阻等因素的影响。其中,电流大小由线路敷设位置及当时的大气条件所决定,放电电压为常数,安装线路避雷器,大部分电流被分流,传输至临近塔杆,并在避雷线和导线上形成耦合分量。避雷器所承受的电流要远大于避雷线,因此这种耦合作用会促使导线电位升高,并缩小导线与塔杆间电压差,防止出现绝缘子闪络。由此看来,在超高压输电线路中安装线路避雷器还可发挥有效的钳电位作用,提高防雷效果。
3.4智能电网防雷措施
智能电网建设是超高压输电系统的重要发展方向,不同于传统电网,智能电网中涉及大量精密设备,采用常规防雷方式虽然能有效避免雷击跳闸故障的发生,对线路进行保护,但雷电带来的电磁干扰会严重影响精密设备的运行状态,引发设备失灵问题。
电磁干扰以传导或辐射的方式进行传播,其中,传导方式以电阻、电感、电容等作为传输介质;辐射方式中电磁干扰以电磁波的方式进行传递。电磁干扰可通过共模干扰或差模干扰的方式作用于精密设备,在电路端口形成对地电位差或在相同回路的不同电线间形成电位差,具体抗干扰方式还需结合干扰类型进行选择。例如,安装浪涌保护。雷击产生的大强度电流作用于精密设备,易引发内部元件被击穿的现象,为避免此类故障发生,可在适当位置安装浪涌保护。浪涌保护器自带电流强度检测功能,若其幅值超出一定范围,保护器自动切换电流回路,将强电流排入到大地中,钳制输出电压至安全等级。电涌保护器无法阻碍雷击故障的发生,但可将雷击对智能电网的不利影响降到最低。
3.5融入先进监管方式
日常监管、维护也是超高压输电线路雷击跳闸故障预防的重要方式,目前,超高压输电线路已经实现自动化监管,利用高清摄像监控系统、无人机等方式,高效完成线路状态监控。以无人机技术为例。内蒙古地区平均海拔较高,大部分超高压输电线路架设于山区环境中,加上当地风沙天气多,输电线路发生雷击跳闸故障的概率较大。除安装避雷装置、设置耦合地线等防雷措施外,当地供电局还引入无人机航空监测系统,使用无人机进行特殊区域内超高压输电线路状态监控。该系统融合无人机技术、移动通信技术、实时测量技术等,以航拍方式全面采集线路状态信息,并实时传输至数据分析、处理系统,以实现输电线路的动态化、自动化监管,线路巡视效率大幅度提高,避免无效或低效巡视的出现。
4结束语
超高压输电线路雷击跳闸典型故障的预防需结合线路所在地的地质、气象条件,综合调整避雷线保护角、降低塔杆接地阻值、安装线路避雷设备、安装电涌保护器、融入先进监管方式等措施,搭建完善、合理的防雷体系,确保超高压输电线路安全、稳定运行。
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