三相雷击跳闸在220kV输电线路的原因和防范措施--中国期刊网

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三相雷击跳闸在220kV输电线路的原因和防范措施

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：马天阔

[导读] 摘要：本文对于三相雷击跳闸在220kV输电线路的原因进行了简要的探讨分析，立足于不同的地形情况和电阻情况开展了全面的分析，从实际发展的角度上入手，提出了相应的防范措施。

       （国网蒙东检修公司赤峰运维分部内蒙古赤峰 024000）
       摘要：本文对于三相雷击跳闸在220kV输电线路的原因进行了简要的探讨分析，立足于不同的地形情况和电阻情况开展了全面的分析，从实际发展的角度上入手，提出了相应的防范措施。
       关键词：三相雷击；跳闸；防范措施
       一、引言
       220kv输电效率时常会出现运行故障问题，而大多数的问题都会发生于夏季，究其原因，主要是因为夏季天气情况炎热，用电活动较多，且线路运行会产生较多的热量。有关调查显示，因输电线路导致的跳闸问题高于90%，其中瞬时性的单相接地是诱发跳闸数量最多的一类故障问题，反观两相接地或者瞬时性的相间短路所导致的问题只是一小部分。三相一同被雷击而使三相短路发生故障的现象虽然出现的可能性相对较低，但并不意味着是不会出现的。导致三相短路的故障，既会出现母线电压低，短路的电流又非常大。我们与其在出现问题以后进行再千方百计寻求应对的措施，倒不如做好事前防范，将问题扼杀于摇篮当中。在这篇文章就对于三相雷击跳闸在220kV输电线路的原因和防范措施进行了具体的分析。
       二、220kV输电线路三相雷击跳闸保护动作的分析
       本次研究主要以某地区的一处水电厂为例。该水电厂与某家变电站的500kv并网，输电线长度长达67km，220kV。事故发生时，纵联保护的启动为出口仍处于闭合状态下，重合闸的闭锁也没有出口。主一光差的保护测距为50km，能够实现对于永跳出口动作的保护。
       当输电线路出现了故障问题时，正在空载，电流在单侧上有，故障发生时，电厂侧的突变量元件对单侧电流特别正常运行。从低电压元件的角度上来看，属于弱馈启动。如果变电站侧出现了运行异常的情况，两侧的启动量不会出现变动，此时会呈现出较为正常的状况，突变量启动时，出现了时差流存在，通常会主要由电厂侧220kV线路的主二来起到保护作用，允许的信号没有由保护的装置发出。当出现突发状况时，三相会文达出允许信号，尽管此时侧保护装置能够第一时间获得感知，但又因为受到主二纵联的保护，会阻隔对方允许的信号，此时侧保护装置不会获取到信号内容。如果导致故障的根本原因与线路三有关，会受到线路两侧重合闸闭锁的限制。值得注意的是，重合闸未出口与主二保护的设计会依据统一原理来进行。根据以上的分析，我们可以发现，当出现220kV线路故障时，我们可以根据保护动作的实际情况来判定其能否与最初的设计原理相契合。
       三、诱发220kV输电线路三相雷击跳闸事故的原因分析
       能够导致220kV输电线路三相雷击跳闸事故的原因分析的原因多种多样，结合事故的实际情况进行分析，我们可以发现主要包括以下几点，
       （一）雷击形态分析
       我们可以通过雷电定位显示系统来确定雷电流幅值，同时通过参考现场雷电放电所产生的痕迹情况，能够实现对于雷击表态状况的判定。因此，我们可以判定，无论是他身所处位置的特殊性，单基多相，还是雷电的电流过大都会诱发雷击事故的出现。基本可以确定，导致本次三相跳闸事故出现的原因即雷电的反击。
       （二）接地电阻值的分析
       由于本次事故所涉及的杆塔处于地势较为复杂的山区当中，电阻平均值是10Ω。杆塔与地面相接，能够充分满足接地戊型设计的实际需求。在10Ω电阻杆塔中，依据相应的计算方式，可以确定耐雷水平能够达到单相反击的耐雷水平。如果此时出现了三相反击跳闸状况，我们应当根据雷电流的幅值来开展更为深入的研究，相对于252.6kV的耐雷水平，有过之而无不及。这意味着，即便在特殊的天气状况下，线路遭受了雷击，即便充分发挥了接地装置的作用，雷电也难以在短时间内完全释放，必然会留有一定的余电。三相导线的绝缘子串很有可能会因为这些余电锁产生的作用而被击穿，最终导致线路跳闸故障的出现。
       （三）地形原因的分析
       杆塔处在较为特殊的地形条件下，周边既有山谷，也有河流。

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以以往的运行经验作为参考，并通过我调查相应的资料内容，我们可以知晓，当交界边缘的地形出现了变化时，同样也会引发雷击事故的出现，这是导致雷击情况出现的又一重要因素。而本次研究所选取的水电厂的杆塔同样处于山脉又交界边缘处，于此类地形的特征刚巧吻合。
       （四）避雷线的保护角的分析
       要真正避免绕机跳闸问题的出现，作为有利的一种方法就是小地线的保护角。所谓避雷线的保护角，简单来说就是只是导线悬挂处和避雷线悬挂处与地面之间的垂线和避雷悬挂点之间留有的夹角。对于本次所选取的研究案例进行分析，我们可以发现，塔形避雷线的保护角小于15°，这与规定要求的在15°以内正相契合，这意味着导线受到雷电绕行和直击的可能性相对较小。根据以上的分析，对于保护角、接地电阻、雷电流幅值以及雷电形态等进行研究，我们可以判定，本次所出现的三项雷击跳闸事故，主要是由于三相绝缘子被雷电所击穿，且保护角和杆塔接地电阻并未出现异常情况，完全是由于雷电击中产生了较高的雷电流而导致的。
       四、三相雷击跳闸在220kV输电线路的防范措施
       （一）适当增设绝缘子
       当220k线路处于断电状态时，我们可以依据实际情况适当的增设和更换绝缘子，以便切实强化绝缘子应对累积状况的能力。
       （二）安装线路避雷器
       我们可以选择将线路避雷器安装于杆塔之上，同时在杆塔上设置相应的接地体，切实提升杆塔接地装置释放雷电的能力。
       （三）合理进行规划设计
       目前，在许多的电网公司当中都已经明确了相应的输配电线路安全保护条例，这在很大程度上降低了输电线路受到雷击灾害的可能性。但想要切实发挥条例所具备的实际作用，设计单位在实际开展线路设计的过程当中，应当充分考虑到雷电的定系统情况，依据实际情况进行模拟线路的还原，并对于该线路在过去一段时间内受到的雷击情况进行分析，尽可能的避免线路处于多雷区当中。如果线路不可避免的一定要穿过多雷区，那么多应当适当的采取负保护角的杆塔型式。除此之外，我们还提倡能够通过运用加装负角保护针和加强绝缘等一系列防雷措施。如果通过的是高土壤电阻率，且难以通过降阻的方式进行完善，则应当考虑采取垂直接地的方式，避免雷击事故的出现。
       （四）定期开展维护检查工作
       定期开展维护检查工作，能够在事故出现之前发现问题隐患，真正的做到防患于未然。在维护检查工作开展的过程当中，对于一些已经做了接地处理的引线，可以依据所取区域情况的不同适当的进行防腐处理，并定期对于回路电阻以及测试杆塔接地电阻进行测试处理，同时对于接地体的外力破坏情况以及实际冲刷情况进行检查，确保杆塔的接地情况不存在异常。在多雷区的基础线路之上也可以通过安装避雷器来避免受到雷击的破坏和影响，同时也可以通过对于杆塔的改造来实现防雷处理。切忌不可完全依赖调整输电线形式来避免雷击问题的出现。
       五、总结
       综上所述，尽管三项雷击跳闸事故出现的可能性较低，但一旦出现突发状况，仍然会对于线路的供电情况造成影响。为避免问题的出现，我们必须投入更多的精力对于导致事故的原因进行分析，做好相应的应对措施，切实降低雷击跳闸事故出现的可能性。
       参考文献：
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