特高压输电线路雷电绕击影响因素及防护技术 张华晟

发表时间:2021/1/12   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:张华晟
[导读] 摘要:近年来,国家能源战略与产业结构转型升级,有力地促进了特高压输电发展。
        中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局  云南省大理市  671000
        摘要:近年来,国家能源战略与产业结构转型升级,有力地促进了特高压输电发展。以特高压电网为骨干网架的大范围能源优化配置平台已逐步形成。因雷击造成的故障位居线路各类故障之首,严重威胁电网的安全稳定运行。
        关键词:特高压输电线路;雷电绕击;防护技术
        引言
        特高压输电线路具有杆塔高、导线与避雷线间距大、运行电压高等特点,使得其与常规线路相比更易遭受雷电绕击。运行经验表明,特高压输电线路的雷击跳闸事故主要是由雷电绕过避雷线的屏蔽直接击中导线引起的。
        1特高压输电线路的雷电绕击现象
        由于特高压输电线路杆塔位置相对较高,这就会致使导线工作电压的副值非常大,极易出现向上先导现象,从而影响避雷线的功能。一般情况下,出现线路跳闸的最重要的原因就是杆塔位置出现雷电绕击现象。保护角的大小直接影响输电线路避雷线的性能。
        2输电线路预防雷击现象的相关建议
        对于特高压输电线路而言,电气技术人员在进行防雷工作的部署时,必须要结合地区的线路分布情况以及地形的相关影响,同时还要考虑所在区域中输电线路的结构特点和天气变化情况,在上述问题综合考虑的前提下,电气技术人员要制定最佳的防雷方案,最大限度实现预防雷击的目的,或者有效减少雷击跳闸故障。在实际的输电线路开张预防雷击的工作中,主要从以下几个方面开展工作:①合理布置避雷针的位置;②提高输电线路的绝缘性能;③设置架空地线,保证在输电线路受到雷击之后可以有效疏通雷击电流。在实际的防雷设计工作开展阶段,相关电气技术人员最终实现的目的就是要打破原来的输电线路中最大允许通过电流的限制,增强整个输电线路的绝缘性能和抗雷性能。在实际的电力系统设计中,部分电气技术人员通过增加绝缘子片的数量或者是选择绝缘导线的方式来增强其输电线路的绝缘性能。这种方式可以在一定程度上增加输电线路的绝缘性能,但是对于输电线路的整体而言,并没有很好的实际效果。因此,为了有效提高输电线路整体的绝缘性能,相关电气技术人员必须要在原来的位置上创造出一片新的区域,具体的技术是采用绝缘横担来代替所有的金属横担,这样可以对杆塔的构造从根本上的改变,极大地增强其绝缘性能。在实际的输电线路防雷部署中,对于雷击故障多发地区,为了更好地保护输电线路的正常工作,相关电气技术人员一定要在输电线路上方布置架空地线,并且架空地线的质量一定要有保障,只用这样才能更好地避免输电线路出现雷击跳闸的现象。
        3特高压输电线路的雷电绕击影响因素
        3.1选用的绝缘子不合理
        我国电力企业在高压输电线路防雷工作中,存在的主要问题是绝缘子的不合理选用。较为常见的是绝缘子结构高度不能满足正常运行时雷电过电压间隙,这类问题主要发生在建设时间较早的老旧输电线路中,由于老旧线路耐雷水平低,这类线路在平时运行时无故障,一旦发生雷击,线路将立刻发生停电事故,尤其在雷电高发区,这类事故发生更加频繁,存在较多的安全隐患,威胁着人们的生命财产安全。
        3.2接地装置的腐蚀问题
        为了提高输电线路的安全睦,我国电力企业通常会设置接地装置,但是,接地装置在实际使用过程中极易出现腐蚀问题。具体解释为:在特高压输电区域范围内,一旦采用的接地装置的降阻剂达到一定的比例,随着使用时间的推移,接地装置会出现较大规模的腐蚀现象,根据相关调查资料显示,在使用3~5年以后,接地装置甚至会出现由于生锈而导致的断裂现象,且地网腐蚀程度都较为严重。


        3.3地线的问题
        (1)线路保护角不满足现行规范。地线的架设角度对架空导线的保护作用有较大的影响,如果架设的角度过大,会降低架空地线的防绕性;如果架设的角度偏小,也会影响其作用的发挥。(2)对于雷害频繁发生的地区,可在该区段的线路杆塔上加装线路避雷器,尤其是对于单地线输电线路或没有地线的输电线路,可作为局部区域的防雷措施之一。(3)在重污秽地区,随着运行时间的增加,地线本身也易出现腐蚀现象,从而降低其防雷效用。
        4特高压输电线路的综合防雷措施
        4.1雷击故障的防范措施。
        输电线路必须做好雷电的预防工作,在特高压输电线路中防雷接地工作十分重要,在对雷电进行预防的时候,首先需要将当地往年的雷电分布强度记录下来,通过分析得出雷电故障的发生规律,并且根据雷电强度、分散规律、地域地势与输电线路的关系,分析出在当地相对比较容易遭受雷击的区域,结合该区域的实际情况,制定出一套最为合理的防雷方案。比如可以采取避雷器来防止线路受到雷击,或者通过安装耦合地线来达到降低过电压的效果。雷电的预防措施有很多种,但是无论哪一种,都需要及时完成对输电线路的检查,保证防雷措施的合理性,在进行防雷工作时需要严格注意时间,尤其是对于山区以及平原中的线路铁塔,如果检查过程中发现不符合预期要求的情况,尽量要六月前完成维护。通常情况下,特高压输电线路遭受雷击时往往会集中在个别区域,这种区域属于易击区,在安装特高压输电线路时无论是避开易击区还是提升对该区域的保护都能够达到防雷击的目的。在安装避雷器时要结合近几年的特高压输电线路的雷击情况与线路所在地形来进行综合考虑,找出安装避雷器的最佳地点。在特高压输电线路中,以下地段最容易遭受雷击:①山区风口、顺风河谷、峡谷等地。②特高压输电线路处于被山丘包围的潮湿盆地中也容易遭受雷击。③土壤电阻率出现突变的地区,土质断层地带以及山坡、稻田交界处等土壤电阻率较低的地区容易受到雷击影响。④特高压输电线路地下若带有导电性矿产或是其地面下方地下水位较高时容易出现雷击。⑤若土壤电阻率差别不大,处于山顶以及向阳坡的特高压输电线路容易遭受雷击。
        4.2加强对特高压输电线路的有效监控
        电力企业需要加强对特高压输电线路的有效监控:(1)加强对特高压输电线路的负重检测,主要包含对恶劣天气下的输电线路的检测,避免出现由于高压输电线路负载过重而导致的故障现象;(2)加强对特高压输电线路的弧摆以及风摆的监控,降低风力和风向对输电线路的影响;(3)加强对绝缘子泄漏电流的监控,检查绝缘子的性能,保证其充分发挥作用;(4)加强对雷击的导线位置的监测,避免出现后续的重复排查工作,提高防雷工作的效率;(5)加强对特高压输电线路塔杆线路的监测,避免出现人为破坏。
        4.3加强特高压输电线路检修工作
        加强特高压输电线路检修工作,可以采取以下措施:(1)对雷害故障发生较为频繁的地区,采取常态化监测,对频繁发生雷击的杆塔采取针对性的防雷措旌;(2)加强常态化的运维检修工作,在日常运维检修过程中对线路产生的问题早发现,早排除;(3)加强对带电工作的推广,从而促进带电作业标准化进度嘲。
        结束语
        综上所述,雷击现象对于特高压输电线路来说,是一种非常严重的问题,会导致整个供配电系统出现各种故障情况,因此相关电气技术人员必须根据实际的特高压输电线路运行情况以及电力系统运行方式来制定最佳的防雷工程设计,保证特高压输电线路免受雷击影响,保障电力系统正常稳定地运行。
        参考文献
        [1]韩宇.1000kV特高压输电线路防雷工程设计框架[J].电子技术与软件工程,2019(20):217-218.
        [2]梁晓东.1000kV特高压输电线路防雷工程设计研究[J].工程建设与设计,2017(24):72-73.
        [3]陈观发,张俊芬,邓永辉.1000kV特高压输电线路防雷工程设计实际应用[J].信息通信,2013(9):285.
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