摘要：随着经济的迅猛发展,人们对电力的需求也越来越大,电力与人们的生产生活联系也愈加紧密,因此,提高供电系统的平稳性、安全性对电力系统的健康发展具有重要的意义。然而,220kv高压输电线路长期裸露置于高空,易遭受雷击等破坏,导致自动跳闸、断电等现象,使整个电力系统受到损害。若雷击地点周围的辅助设施绝缘性不达标,雷击产生的电流容易引起第二次伤害,雷击造成的输电中断不仅影响人们的生产生活,严重时更会危及人们的生命和财产。同时,电路的检修工耗费大量的人力、物力、财力,特别是在丘陵及交通条件不方便的山区,巡视、检修线路故障存在诸多困难。由此可见,对我国高压输电线路进行防雷是至关重要的,通过现代化的防雷技术,既能够减轻电力系统的安全隐患,也能够提升高压输电线路的安全系数。
关键词：220kV；输电线路；防雷接地；技术
220kV高压输电线路的架设工作,仍然是国家电力事业未来发展的主流内容,通过在防雷接地技术上做出科学性的应用,能够在防雷工作水平上获得较大的提升,对于未来的工作开展,能够做出较大的贡献。日后,应继续在防雷接地技术方面深入研究,结合不同区域的220kV高压输电线路特点,按照针对性的技术手段来应用,努力推动电力事业向前进步。
1、雷击产生的原因及危害
现今220KV的输电线路应用的材质一般为金属,而且输电线路是被架在空中,因而在输电线遇到雷击时会在其内部产生大量的电流,既感应电流,当这些感应电流在输电线内进行流动且与原有电流一起参与到电路中时,就会导致输电线内的电压快速的被升高,从而引发输电线路在输电方便的安全问题,同时也对正在运行的电力设施造成了一定的损害,如果输电线路周围的绝缘性较差,或者没有足够的抗压能力,不能抵抗雷击后产生的大量的电流,那么就会给人们的生活造成巨大的损失,甚至会威胁人们的生命安全,因而,对220KV输电线路进行防雷接地技术的研究是非常重要的。
2、落雷区域的分析
易雷区风险综合评估遵循如下规则。第一，基于三维地理信息系统的线路走廊地理条件分析，易遭雷击段优先。第二，基于雷电定位系统的落雷密度分布和雷电流幅值，雷电活动密集区域优先。第三，结合线路及杆塔防雷性能评估，防雷水平低的杆塔优先。
3、220kv高压输电线路防雷接地技术
3.1设置侧向避雷针
杆塔侧向避雷针有着较强的雷电吸引力,它可以增强避雷线吸引雷电的能力,从而增加避雷线的保护范围。当雷云先导放电与地面达到一定距离时,侧向避雷针能够凭借改变先导通道电场,从而调整电场移动方向,将雷电转移至避雷针接闪器方位,从而使雷云电荷在避雷针处释放。侧向避雷针优于避雷线,它特殊的针型结构能够增强低空位置的弱雷吸引,减弱高空位置的强雷作用,从而起到避雷的作用。
3.2安装避雷线
安装避雷线是防止220kv高压输电线路遭受雷击的有效方式之一。其一,避雷线能够将雷电引离输电线路的位置,使输电线免遭雷击。其二,避雷线具有分流和引流的作用,能够降低雷击造成的输电线路里多余电流,减轻雷击造成的损害程度。由于导线本身具有耦合性,因此,避雷线能够利用导线的特性降低输电线路中的电压,减少感应电压发生的概率。关于避雷线应从技术角度进行选择,通常情况下高线路电压防雷效果越好,且其成本较为低廉。因此安装避雷线是目前220kv高压输电线路重要的防雷方式之一。
3.3改变线路绝缘性
随着220kV高压输电线路的架设工作不断的完善,很多地方的工作开展,都在按照积极的方法来完成。避雷接地技术的应用过程中,不能总是按照传统的角度来完成,还是要从最根本的工作上出发。建议在今后的技术应用过程中,可以针对线路的绝缘性,做出良好的改变。在220kV高压输电线路的运作过程中,其遭受到雷击的伤害以后,高杆塔的等值电感、感应电流都会持续性的增加,由此因为雷击所产生的损失是非常显著的。为了更好的降低损失,业内对于220kV高压输电线路的规划,做出了新的规定。例如,当220kV高压输电线路的杆塔高度,大于或者是等于四十米的时候,杆塔每提高十米,必须增加十片绝缘子。倘若杆塔的高度,超过了一百米的标准,那么这个数学关系就会展现为无效状态,此时必须根据其他相关的技术规定,针对绝缘子片数做出更好的掌握。该项技术的实施优势在于,能够从最根本的角度上,对220kV高压输电线路加强防护,避免防雷接地技术出现严重的不足,对未来的工作进步,能够奠定坚实的基础。
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3.4接地技术
3.4.1架设耦合地线
当降低杆塔接地电阻较为困难时,可采取架设耦合接地线的途径。通过在导线下方增加接地线的方式,从而提升线路的耐雷效果,降低反击跳闸故障发生的可能性。耦合地线既能够降低杆塔分流系数,又使得接地电阻率相对较高的地区雷电感生电流在临近接地装置散流,起到降低塔顶感应电压的作用。同时,架设耦合地线能够提升导线与地线间的耦合程度,避免由于塔顶出现雷击对绝缘子造成的不良影响。
3.4.2降低杆塔接地电阻
通过降低杆塔接地电阻,降低雷击塔顶时的过电电压,减轻雷电流对输电线路的冲击,一定程度上减少跳闸发生的概率。接地电阻与土壤电阻率和接地电极的形式有关,当安装避雷针的前提下,输电线路在电阻低于100的土壤时,工频接地电阻不易超过10;输电线路在电阻在高于100,低于500的土壤时,工频接地电阻不易超过15;输电线路在电阻在高于500,低于1000的土壤时,工频接地电阻不易超过20;输电线路在电阻在高于1000,低于2000的土壤时,工频接地电阻不易超过25;输电线路在电阻在高于2000,工频接地电阻不易超过30。通过改变土壤电阻率和接地电极,从而降低杆塔接地电阻。
3.4.3安装垂直地级
安装垂直地级有助于改善表面土壤接地质量差的问题,特别是在土壤电阻率高的地区。安装垂直地级应注意几点:其一,若架空输电线路是铁塔,则铁塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在5-6m范围内。其二,若架空输电线路是水泥杆塔,则杆塔的垂直地级安装与杆塔的距离应控制在4m左右。关于垂直地级采用圆钢或角钢等加工方式,地级间隔应在4-6米间,长度应在1.5m以上。其三,若地级安装在高土壤电阻等地区,则应加大极地埋藏深度,通常为0.8m左右。其四,陡坡的地级安装需进行实地测量,依据地表的深度计算安装尺寸,当出现洪水冲刷时尽可能减少对垂直地级的影响。
3.4.4氧化锌避雷器的使用
氧化锌凭借自身优异的安伏特性使得这一材料在高压输电线的防雷领域中具有着不可取代的地位。氧化锌在安伏特性的曲线表现方面具有非常明显的对数特征，在电压值没有达到要求量的时候，氧化锌在电流表现方面极其微小，这是天然的完美绝缘体，不过，通过观察可以发现当电压增加至一定数值后，氧化锌的电流值会骤然暴增。通过这样的一种特性便可以设计一个系统，我们可以使氧化性的伏安特性在电压升至曲线拐点时，比输电线路的承受地电压略大，但又比配电设备的承受电压略小，这样的一种设计理念可以实现所有高压线路在借助氧化锌设备的帮助下进行接地，也就是说，这一设计把高压输电线在受雷击中后所剧增的电压通过氧化锌材料的缓冲，实现高电压在进入变电设施前就可以入地，这就极大地降低了高压输电线路在受雷击后出现的电压过高致使的自身破坏问题。
氧化锌自身的伏安特性在变化形式上与其他金属所呈现出的变化非常相似，都是受到自身横截面大小与总长度的影响而变化，氧化锌主体横截面越小，柱体的通电长度越长，在曲线U8中的表现就越高。所以，要获得高U8曲线我们可以把氧化锌避雷器进行足够多的串联组合，同时也可以通过改变氧化锌自身形状的方式让U8曲线变得更高。虽然氧化锌是目前最为合适的一种避雷材料，但电力技术人员依旧不愿止步于此，他们还在探寻伏安特性更具优势的金属避雷氧化材料。
目前常见的氧化锌避雷器在外观设计上与绝缘子比较相似，要事先不同曲线的伏安特性，我们可以用串联的形式带起够多的氧化锌避
雷器即可，这样就可以是输电线路更好地适应不同等级的电压。一些氧化锌避雷器的生产企业在生产时还会针对某一个电压等级制造专门的氧化锌避雷器，这样的制作流程更加科学画化、人性化，为电力部门的避雷器设备设计提供了很大的帮助。
3.5重合闸的设定
对于220KV输电线路的自身特性来讲, 他具有一定的自我修复能力, 既在被雷电击中之后, 它能够在最短的时间内控制由于雷电而引起的一些问题, 如:绝缘子表面放电的闪络情况、电频的频繁切换情况, 而自动重合闸就是实现这一功能的重要元件。输电线路的这一特性能够大大的提高自身的稳定性, 同时也能降低线路的老化及被损害的几率。在以往的雷击事件中, 我们不难发现, 通过自动重合闸可以有效的降低雷电对输电线路的损害, 使输电线路正常的运行, 从而保证用电的安全性。
结论
220kV输电线路是我国用电网络中的重要足组成部分,因而220kV输电线路防雷接地技术研究和应用关系着我国用电的安全问题,更是输电线路能否正常运行的关键所在,因而对于防雷技术我们应给予高度的重视,更要不断的进行研究和探索。
参考文献：
[1]李冰,于海洋.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作,2015,(24):70.
[2]詹其彪,刘渊.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作,2014,(08):41-42.
论文作者:莫子恒
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：线路论文; 杆塔论文; 防雷论文; 氧化锌论文; 避雷线论文; 电阻论文; 高压论文; 《电力设备》2018年第25期论文;