摘要：本文主要分析了SO0kv输电线路在实际运行中的防雷技术并结合SO0kv输电线路实际运行的规律,阐述了雷电等自然因素对输电线路的破坏力并简单介绍了输电线路的设计、运行和雷击电流的性质从而提出了防雷保护的措施希望对SO0kV输电线路防雷有所帮助。
关键词：SOOkv输电线路实际运行；防雷技术
1、引言
随着经济建设的发展和科学技术的进步,sokV高压输电线路广泛应用于电网输配电系统中,电压等级大幅度提升,形成了500kV超特高压输送网络。大多数500kV高压输电线路的架设区域为山岭和空旷的平原,这些地区离农村密集地和城市居民区较远,人烟稀少,地形和气候条件都比较复杂,雷电活动较为频繁,这就使得500kV输电线路被雷击中的概率大大增加,造成闪络放电和线路跳闸等安全事故,对线路运行造成重大影响。本文通过研究500kV高压输电线路中产生的雷击电流,提出了科学合理的防雷技术,确保了500kV高压输电线在实际运行中的安全稳定性。
2、500kV输电线路运行实例分析与防雷技术分析
2.1、500kV输电线路运行实例分析
500kV茂谭线交流线路自2009年投运以来,共出现5次雷击跳闸故障,按故障塔型统计,S1J2塔型四次,5262塔型一次,S1J2塔型导线挂点保护角均为o6;5262塔型导线挂点保护角均为5次故障均位于北川县擂鼓镇,均为线路山坡外侧,且发生故障相均为中相。该地区气候湿润,夏季多雷雨,故障杆塔接地电阻全部合格,查询雷电定位系统得知,故障时雷电流在15~50kA之间。500kV德宝直流线路自2009年投运以来,共出现5次雷击跳闸故障,按故障塔型统计,JTAI塔型两次,JTAZ塔型一次,GA30塔型1次,GA40塔型1次。经计算,JTAI塔型两相导线挂点保护角均为9.870;JTAZ塔型左相跳线串导线挂点保护角为1640,右相跳线导线挂点保护角为6.1。;GA30塔型左相导线保护角为670,右相导线保护角为860;从塔型的防雷保护角来看,五次跳闸的塔型保护角并不是最大的;最大的塔型为JTC26,跳线导线挂点保护角分别为2338。和2160。德宝直流线路保护角小于o5的有2基,为涪江大跨越钢管塔,保护角5一10的有398基,大于10的98基,主要是跳线横担加长后跳线串的保护角较大
2．2、500kV输电线路运行防雷技术分析
雷电定位系统监测到雷击故障点的雷电流并不是很大,一般在25kA左右。雷击跳闸的杆塔接地情况良好,接地电阻均符合规范要求,且绕击概率较大。我国雷电90%为负极性雷,所以直流线路中,正极容易遭受雷击。
(l)交流电路交流线路雷击故障区域特性明显,且受地形条件、杆塔形式和雷电活动活跃程度影响较大,在交流线路雷击故障时,故障特征明显,规律性较强,比较容易查找到故障点。
(2)直流电路当直流线路发生接地故障时,直流系统的控制保护系统启动,迅速将整流侧的触发角移相至160左右,将整流站转为逆变站运行,故障电流降为零,经过一段去游离时间之后,故障点息弧,再启动直流系统恢复正常送电。而故障发生时刻到移相指令开始执行的时差与控制保护时延及故障地点距整流站距离有关。直流线路保护动作和重启动的时限远小于交流线路,从而减少了去游离时间,如果故障点息弧不彻底,再启动将不成功,从而判定为永久性接地故障,给线路故障查找带来一定的难度。此外,由于对直流线路运行经验不足和缺乏深入了解,在雷击故障后故障点很不明显。
3、500kV高压输电线路实际运行中的防雷技术
3.1、选取合理的输电线路路径
雷电活动是有其必须存在的原因,由此产生了雷击区,因此500kV高压输电线路在选择路径时要避开雷击区,这样就可以减少很多雷击危害。常见的雷击区有以下几个方面:(l)地下含有容易导电的矿物质的区域和地下水位比较高容易导电的区域;(2)山坡与平原交界区域等地质面貌发生变化的区域;(3)地区土质的电阻率会发生骤变,形成电阻率变低的区域,例如:断层带;(4)山区的多风地带和山口的峡谷地带等雷暴走廊区域;(5)植被长势良好的向阳区和山丘顶部;(6)被树林、湖泊、河流、水塘、水库等包围的盆地区域。
3．2、架空避雷线
避雷线是目前使用最广泛的避雷设备,避雷线既可以实现线路的分流、藕合和屏蔽作用,也可以避免输电线路被雷电直击,而且避雷线的防雷效果非常好。避雷线具有分流的作用,可以降低流过输电线塔的雷电流,减小大地与塔顶之间的电位差,能够降低雷击的危害,避雷线具有藕合的功能,它能够将输电线路中的导线藕合起来,能够降低线路中绝缘子的电压,避雷针具有屏蔽作用,它可以直接屏蔽导线,从而能够降低输电线路上的感应电压。
3.3、架设藕合地线
一般在接地电阻不能降低雷电流时才会采用架设藕合地线的措施,藕合地线就是在输电导线的周围或者是下方添加一条六合·藕合地线,它能够有效地分流雷电流,还能降低反击电压之间的分量和绝缘子串两端产生的感应电压,架设藕合地线能够有效的减少雷击线路的跳闸事故。
3.4、降低铁塔接地电阻
我们进行防雷保护主要考虑的问题是500kV高压输电线路的防雷击跳闸情况和耐雷击水平,我们进行防雷保护通常采取的措施是降低输电线塔的接地电阻,目前,用来降低输电线塔接地电阻的方法主要有以下几种:(l)在面积小、规模小但是接地网集中的地区可以采用在接地电阻上使用降阻剂的方法来降低接地电阻,这种方法也是被普遍推广的方法之一。(2)利用爆破接地技术,利用先进的爆破技术将地面爆裂,然后用压力机将电阻率较低的材料压入裂缝中,进而降低土质的导电性。(3)采取增加水平方向接地电阻长度的方法,水平接地电阻与其发挥的电感效应成正相关,水平接地电阻的长度为5m时,电阻率为500卿m,水平接地电阻长度为80m时,电阻率就上升为2000n/m,因此,在水平接地电阻的长度达到一定值时,电阻的冲击系数也会下降到一个稳定的值。
3.5、安装避雷器和避雷针
安装避雷器的主要作用是为了能耐更好地串联线路绝缘子串,并提高500kV高压输电线路防止雷电绕击和雷电反击的能力,能够确保雷电不会袭击输电线路上的绝缘体。一般情况下,选取经受雷击比较多的塔干作为避雷器的安装地点,也就是说选取雷电高发区的输电线路段作为避雷器的安装地点,同时,要根据高压输电线路被雷电击打的频率来决定避雷器的安装数量,安装避雷器可以降低线路跳闸事故的概率,还能够提高sokV输电线路防止雷击反击的能力。
4、制定差异化防雷措施
根据对近几年线路运行情况的总结,结合茂谭线和德宝直流的接地电阻大范围的降阻改造试验,开展防雷差异化评估和改造工作时:①要按照前期的要求,采取地网延长、更换,铜包钢材料代替普通圆钢,加装接地模块,以及换土回填等多种方法;②加大线路防雷设施的安装和维护,包括安装地线以及杆塔塔头侧向防绕击针,安装新型可控放电避雷针等等。在以上防雷措施采取已经起不到明显减少雷击故障的时候,可以加大线路避雷器的使用,500kV及以上电压等级的线路避雷器由于产品技术及质量和可靠性等问题,没有大面积推广使用,但任何一项技术的推广都是有潜在风险的,必须做好全面的分析评估,要通过实际运行去检验和和改进差异化防雷的措施,增强线路防雷效果。
5、结束语
随着社会的发展与进步,输电线路在考虑防雷、防污等情况进行绝缘配置时,设计标准、生产工艺、材料水平都在不断提升,500kV及以上的超特高压电网在绝缘配置上较以前有了较大幅度的提升。但是经过对近年来500kV交流和直流线路的运行情况进行分析总结发现,雷击跳闸的次数并没有随着线路绝缘水平的提高和线路接地网电阻的下降明显得到改善,这就对我们的防雷思路提出了新的挑战。
参考文献
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