浅谈线路雷害及外力特点

发表时间:2020/12/24   来源:《中国电业》2020年26期   作者:周光永
[导读] 不同电压等级输电线路的雷害有不同特点,本文对高压输电线路的雷害特点以及成因进行分析,并对现有防雷措施的防雷原理、效果、安装情况进行介绍,为高压输电线路的防雷工作提供参考。
        周光永
        (国网临汾供电公司输电巡检中心  山西临汾  041000)
        摘要: 不同电压等级输电线路的雷害有不同特点,本文对高压输电线路的雷害特点以及成因进行分析,并对现有防雷措施的防雷原理、效果、安装情况进行介绍,为高压输电线路的防雷工作提供参考。
关键词:?输电线路;反击;绕击;外力;措施
0 引言
        高压输电线路是电力系统的重要组成部分,由于其分布广、线路长、跨越地形复杂,使得线路防雷工作尤为艰巨和重要。据统计,我国高压输电线路由雷击引起的跳闸次数占总跳闸次数的40%~70%,分析输电线路的雷害特点以及成因,采用合理的防雷措施,减少线路雷害事故,对保证电网的安全运行起着十分重要的作用,具有重大现实意义。
1  高压输电线路雷害特点和成因?
        随着电压等级的升高,线路雷害呈现不同的特点。110kV输电线路雷击跳闸主要以反击为主,反击雷跳闸率占60%。而超高压输电线路雷击跳闸以绕击为主,我省雷电定位系统的纪录表明,500kV?线路雷击跳闸的主要原因是绕击跳闸。
        110kV输电线路反击雷跳闸率高的原因有:
        (1)?绝缘水平相对较低,当雷击中塔顶或避雷线时,线路绝缘子容易闪络。
        (2)?40~60kA水平电流概率大,使得出现反击雷的概率增大。
         (3)?杆塔高度低,大地屏蔽效果好。
        绕击是超高压线路雷击跳闸的主要原因,这跟我省超高压输电线路的特点有一定关系。我省超高压输电线路有如下特点:
         (1)?杆塔高、尺寸大。杆塔高容易产生迎面先导;而杆塔的尺寸大,使得杆塔的暴露面积增大,引雷半径增大。
         (2)?绝缘水平高,线路绝缘子不容易闪络,减少了反击雷跳闸率。
         (3)?线路运行电压高。使线路导线周围空气易产生离子波,影响下行先导的发生和发展。
2  输电线路的防雷措施
        目前规程中常用的线路防雷方法有架设避雷线;高电阻率地区降低杆塔接地电阻;绝缘子加强绝缘,增加片数等。常规保护方法对线路的防雷起到一定效果,但还不能完全满足防雷的需要。改进的防雷措施包括:零度或者负保护角,线路避雷器,防绕击避雷针,不平衡绝缘,架设耦合地线或三根避雷线等。下面分别对这些防雷措施的防雷原理、防雷效果和使用情况进行分析和介绍。
        2.1降低杆塔接地电阻
        杆塔雷电冲击电位由杆塔电感、接地电阻和雷电流幅值决定。降低杆塔接地电阻能显著提高线路反击耐雷水平,但对防绕击效果不大。研究表明,随着接地电阻的增大,杆塔的反击耐雷水平有一定下降,但下降的幅度与接地电阻并不呈正比。当接地电阻较小时,若继续降低接地电阻,防雷效果并不显著。基于经济性和安全性的考虑,将接地电阻降到10欧是比较合适的。
        2.2? 架设避雷线(屏蔽作用):引导雷电向避雷线放电,通过   杆塔和接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物体免遭雷击。其作用主要是防止直接雷击导线,分流减少经杆塔入地电流,降低塔顶电位,降低感应过电压。
        110kV以上应全线架设避雷线。保护角越小,对绕击雷的保护效果越好,110kV:保护角20~30o,500kV负保护角。
        2.3?线路避雷器
        当雷击塔顶或绕击导线在绝缘子串两端产生的雷电过电压超过避雷器的动作电压时,避雷器动作,从而限制设备上的过电压,保护线路。
        绝缘子串加装线路避雷器可防止闪络发生,安装线路避雷器于线路易击段、易击杆,能够有效降低反击和绕击跳闸率。此外,线路避雷器还能改善电能质量。

线路避雷器的防雷功能是比较全面的,其缺点是比较昂贵。线路避雷器在国内已有十余年的应用经历,已安装的线路避雷器运行情况良好。
        2.4?防绕击避雷针
        防绕击避雷针安装于地线上绕击易发生于相线的位置上。其防雷原理是主动将雷引向避雷针,相当于减小避雷线保护角。避雷针技术在理论上有一定优势,但存在相当程度的不确定性,水平侧避雷针不能太长,太长会增大引雷面积,而且会导致因线路舞动时,相地线间绝缘击穿。
        2.5?采用不平衡绝缘
        不平衡绝缘应用于同塔双回输电线路,其防雷原理是:在同塔双回线路上,一回线路的绝缘水平高于另一回线路的绝缘水平,从而减小高绝缘线路的雷击跳闸率。不平衡绝缘保证高绝缘水平线路不跳闸或者少跳闸,减少高绝缘水平线路的雷击跳闸率,一定程度上解决了同塔双回线路的双回跳闸问题,但却不能解决甚至增大了低绝缘水平线路的雷击跳闸率。
        2.6?架设耦合地线
        架设耦合地线具有分流和耦合的作用。耦合地线的使用对提高线路的反击耐雷水平有较明显的效果,特别是当接地电阻较大且难以降低时,可考虑采用这种方法。综上所述,110kV-220kV线路反击防雷可以采用增强线路绝缘、降低杆塔接地电阻、减小保护角和安装避雷器等措施。
        3?应采取的管理措施
        3.1、强化管理是实现输电线路安全运行的关键
        要实现安全生产就必须严格执行各项规章制度,尊重科学,按客观规律办事。我们不仅要牢记各项安全生产规章制度的内容和条文,更重要的是落实,要早决做到有章必循、有法必依、有纪必守、有禁必止,坚决杜绝麻痹大意,擅离职守的工作倾向。在线路巡视中,我们将定期巡视与特殊巡视有机地结合起来,对重点地段和非重点地段区别对待,组织班组人员对有疑点的设备或部件有针对性地进行检查、试验,对发现的问题和隐患认真分析解决。
        3.2、广泛争取各级政府的支持
        加强电气知识,强化电力设施法律、法规等的宣传。电力设施的保护工作,必须争取各级政府和部门的人力支持。依靠地方政府积极对电力设施保护,工作中的实际问题要积极向有关部门反映,请他们想方设法帮助解决行政执法中出现的问题,避免和减少外力损坏事件的发生。加大打击力度,广泛持久地宣传《电力法》《电力设施保扩条例》及实施细则,张贴《电力设施保护公告》,刷写宣传标语,竖立禁示公告牌等,有针对性地在沿线村庄、工矿企业、居民区进行经常性的深入宣传,使得电力法规家喻户晓,人人知法、懂法。
        3.3、对保护电力设施的重要性足够重视并建立专业律师队伍。
        我们应对反外破工作引起高度的重视。要成立电力设施保护工作组织体系。建立规章制度,明确各部门的职责和分工,使输电线路的反外力破坏工作始终处于有序的状态。进一步落实运行维护人员的岗位责任制。打防结合,标本兼治,把保护电力设施工作的着力点放在基层,抓管理、抓防范。从根本上预防和减少电力设施被破坏现象的发生。责任到人,分段包片,把安全风险与运行维护人员的收入紧密地联系在一起。
        3.4、为电力设施投保。将企业的损害降到最低。
        电力设施受到外力破坏,无论是自然外力或者是人为外力,不仅会给电力企业自身利益带来损害,而且有可能给广大用户代来巨大的损失。为了保证电力企业的合法利益不受侵害,有必要为电力设施进行投保。当电力设施由于受外力破坏,而给电力企业和用户造成的经济损失,可由保险公司承担一部分或全部。若属于人为外力侵害,电力企业还可以通过法律手段挽回经济损失。
4?结论
        雷电活动是一种复杂的大气现象,目前还没有有效防雷措施能够起到全面和绝对的防雷作用。本文介绍的各种防雷措施在防反击和绕击雷方面各有侧重和利弊,在确定线路防雷方法时,应结合不同电压等级的雷害特点,根据线路电压等级和重要程度以及线路经过地区地形地貌特点、雷电活动的强弱等因素,综合制定经济合理的线路防雷措施。
参考文献:?
[1]?DL/T?620-1997,交流电气装置的过电压保护和绝缘配合;
[2]?DL/T?5092-1999,110~500kV?架空送电线路设计技术规程;
[3]?解广润.电力系统过电压[M].北京:水利电力出版社,1995.
       
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