如何防治 110kV 高压输电线路雷击故障分析

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:邱伟
[导读] 电能依靠输电线路来传送,但是,因雷击引起的输电线路损毁和跳闸
        摘要:电能依靠输电线路来传送,但是,因雷击引起的输电线路损毁和跳闸,给国民的电力使用带来巨大隐患,因此要对输电线路防雷保护工作进行研究。本文基于110kV高压输电线路雷击跳闸事故进行分析,提出四种不同的防雷保护措施,希望能够为我国电力建设取得更好的防雷效果及积极地影响作用。
        关键词:高压输电线路;雷击故障;保护措施
       
        因为雷电灾害有其不确定性,位置、时间、强度等不同因素都会对输电线路的正常运营造成不良后果,所以要把雷电灾害产生的影响降到最低,切实保障高压输电线路畅通,通过对防雷保护方式进行措施研究,来达到对雷电灾害的综合防治。
        1110kV高压输电线路雷雨天气下跳闸分析
        国人的常识是在雷雨天气下将自家的用电器关闭或者拉电闸,
        这是在用电方向进行的防雷保护措施,而对于室外运输电力的高压输电线路来说将电力终止是不现实且不利于国民产业经济发展的,因此要对雷雨天气下的110kV输电线路跳闸进行分析。线路的跳闸分为四个阶段,首先是雷电中的电流通过杆塔引流接地,电流如果过大将引起过电压超负荷;其次是因电流过大而引起了相关设备和绝缘保护设施损坏发生闪络现象;接着是输电线路自身将闪络现象通过合理方式转化为较为稳定的工频状态电压;最后是线路进行跳闸操作,将供应电力线路运输切断,保护用电安全。110kV高压电路发生过电压的雷电类型有两种,一种是直击雷直接给线路造成巨大压力,引发过电压;另一种是绕击雷或者感应雷通过空气、避雷线、电线杆、地面等介质将电流引到设备线路中造成过电压。因此可从雷雨天气下的跳闸原因分析得到,要想做好防雷保护就要进行合理避雷、科学引雷、有效分流等措施,从源头和过程中将雷电电流引发跳闸现象有效预防。
        2110kV高压输电线路的防雷保护措施研究
        2.1增设避雷设备
        避雷设备的使用将给110kV高压输电线路的防雷保护带来源头上避免雷击的重要作用,避雷设备主要采用避雷线、避雷器,二者的作用机理有相似之处,起到的最终效果都是将雷电电流分流到安全地带,减少高压电线过压损毁发生概率。避雷线的应用更多是将直击雷的电流吸引,防止直击雷击毁电线,在杆塔顶端将电流有效分流,使得电线即便稍有过压也可以发生耦合作用,大大提高了线路通畅,而且避雷线能够屏蔽输电线路,将线路周边的感应电流机制很好把控。避雷器的使用是在设备遭遇雷击时,将雷击电流通过避雷器自身分流到导线中,并将电流分流到附近的杆塔和大地。从而降低了线路可通过的电流数值,保障了线路的正常运行,数据显示在110KV输电线路上使用避雷器,多次雷雨天气下均能够将输电线路保护的很好[1]。
        2.2架空地线方法
        防雷性能的提高离不开架空地线方法的实施,在架空地线后能够较好减少跳闸次数以及增强输电线路使用寿命,所以要在导线下去铺设架空地线,增加耦合线使用比例。对于绕击雷架空地线方法不能完全避免,但却可以通过将雷击时电流进行分流的方式使得导线进行耦合,极大降低绝缘所受到的电压,增强了线路抗压水平同时也将电压控制在一个较为安全的区间内,则可完成对防雷的保护措施。而在经常会受到雷击的区域,则要将该区域内的杆段采用塔顶防雷设备拉线,当有雷击电流通过时可对输电线路起到屏蔽作用,多余的电流会被先触碰到的拉线合理引流到其他安全地带,切实保证了线路的整体防雷效果。
        2.3保障线路绝缘
        110kV高压输电线路进行防雷保障中有一项是来自于物理防雷方法,利用绝缘材料对电流绝缘、不导电的特性将防雷结合到防治雷电灾害的实际中去,通过对电线的外部进行绝缘操作,能够使得直击雷对线路的损害较小,能够在一定程度上将绝缘子闪络电压提高,进而增强线路整体的耐雷能力。在电力建设中,全部输电线路都采用了瓷质绝缘子,差别在于不同线路段采用不同型号的绝缘子,更好配合当地具体实际应用。

但在电力的运营中,随着风吹日晒、雨打风吹,质量再好的绝缘材料也会有性质上的变化,比如绝缘子出现零值、破损等现象,这将给电力运输造成巨大的隐患,影响线路系统的安全稳定运行。因此要保障好线路绝缘,将技术力量运用到实际生产中,比如采用性状更加优良的玻璃绝缘子来代替瓷质绝缘子,还要做好定期检修工作,将预防雷电灾害落实到日常工作内容中,为了能够大幅降低输电线路的跳闸率,尤其是在山地和丘陵地区要将使用玻璃制绝缘子成为电力线路配置工作中的常态。
        2.4使用保护间隙
        当线路遭遇雷击时,保护间隙的使用能够保证绝缘子不被损毁,因为保护间隙先接受雷电电流,所以在优先级上电流先对绝缘子串进行放电,由此将线路的安全做以保障。保护间隙的使用应与线路做以配合,要能够保障即便在输电线路的正常运行中使用最大过流量也不会将设备因过电压而被击穿。保护间隙设计中要考虑距离对线路的影响,距离保持恰当会事半功倍,合理距离应当是在模拟雷击时线路发生的闪络反应中得出的,保护间隙可以在间隙中捕捉到电弧的根部,该距离为最佳距离,安全的保护间隙可以保护绝缘子部件、线路零部件。应当注意的是电弧的距离保持尽量不接触绝缘子表面为宜,保护间隙对正常操作中过电压现象则不应被击穿[2]。
        3关于110kV高压输电线路的防雷保护措施注意事项
        3.1要做好杆塔接地设计
        雷电天气避免不了,但在铺设110kV高压输电线路时可以选择较好的路线来避免雷电高发路段,将雷击对线路的损伤从源头切断,另外要将杆塔接地的设计也做好路线上的规划,对定点的附近土壤进行分析,判断其电阻率是否符合建设要求,为合理规划杆塔接地做以基础信息的采集,并根据现场实际情况来确定最为合适的接地形式选择。
        3.2要做好降阻剂的使用
        电阻剂的使用能够使防雷工作在科技的力量下完成运作,在线路系统中良好使用电阻剂可以将接地电阻的数值进一步减小,因为随着科技进步,电阻剂的导电性也不断提高,能够在分流时有效增大电流的分散范围,更加适合在电阻率较高的地区使用,因此在特定区域要注意电阻剂的运用。
        3.3要有效降低接地电阻
        土地电阻值较高不利于分流时对电流进行泄流,因此在搭建杆塔时要注意土壤电阻率的检测,如果土壤电阻率较高,可采用外引接地、换土、放射形接地等方式来对电阻率进行调整。
        3.4要改造离子接地模块
        离子接地模块采用的是非金属材料去作为接地体的主要原料,能够将土地的导电性进一步增强,所以在不良土壤条件下运用广泛。为达到更好的作用效果,要将离子接地模块进行改造,将模块寿命延长、安装简单、作用效果提高。
        4结语
        综上所述,关于110kV高压输电线路进行防雷保护措施的研究,
        得出以下结论。雷电灾害对于高压输电线路的运营有较大隐患,可通过增设避雷设备、架空地线方法、保障线路绝缘、使用保护间隙等具体措施来将雷击跳闸隐患降低,在实施措施时,要注意杆塔接地设计、降阻剂的使用、降低接地电阻、改造离子接地模块等事项,因此110KV高压输电线路应将基础设施搭建完善才能有效防雷保护。
        参考文献:
        [1]线路防雷技术在输电线路设计中的应用[J]. 孙皓. 山东工业技术. 2018(12)
        [2]110kV架空输电线路工程设计中的防雷保护间隙问题探讨[J]. 王义元,孙成,李晨,许晓明. 机电信息. 2015(12)
       
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