农网雷击闪络原因分析及差异化防护策略论文_宋延, 操丹丹

农网雷击闪络原因分析及差异化防护策略论文_宋延, 操丹丹

国网黄山供电公司,安徽 黄山 245000

摘要:雷击是造成农网线路跳闸的主要原因。保障输电线路安全稳定运行不仅关系电力系统安全稳定运行,也能让企业及居民用上放心电。本文对农网遭受雷击闪络的主要原因进行了分析,提出了减少雷击闪络的防护措施,对不同条件下防雷策略进行了差异化设计。

关键词:雷击闪络;跳闸原因;防雷措施;防雷设计;

0 引言

雷击跳闸可占线路总跳闸次数60%~70%,尤其在地形及气象条件复杂的地区,给农网安全运行造成不良影响,导致供电可靠性下降。安徽省休宁县地处皖南山区腹地,受地形限制,供电线向边远乡镇(村)输送往往要穿越丛山峻岭,地形高差较大。部分线路处于雷电活动较频繁的多雷区,由于遭受雷电强烈活动的影响,常造成线路断路器的频繁跳闸[1]。

1 农网遭受雷击闪络的原因分析

1.1大跨越档距易受雷击的侵害

农村线路大跨越档距两侧的杆塔是线路耐雷水平的薄弱环节,其绝大原因是大跨越杆塔一般均位于山头,地势较高,周围没有其它屏蔽物极易遭受雷击;其次是大跨越杆塔的线间距离较大,单避雷线对导线屏蔽作用效果较差。

1.2大档距转角杆外横担跳线串易受雷击

在转角杆塔头设计时,导线间隙需要配合电气绝缘要求,外横担需要往转角的外侧伸长,致使其保护脚增大,受屏蔽保护的性能变差,容易遭受雷击。

1.3山区线路存在"易击段"

农村线路通过的山区,某些地段受地形、地貌、地质、气流等多种因素的影响,雷云很容易形成。又由于云层较低,往往会出现多次重复性雷击闪络。因此,在线路运行管理中应认真总结运行经验,对"易击段"采取重点防雷保护措施。

1.4耦合地线终端容易造成闪络

线路的耦合地线既有分流作用,又增加了耦合系数。在耦合地线的终端处,杆塔另一侧的耦合作用已失去。因此在同样的雷电流下,绝缘子承受电压高于两侧均有耦合地线的杆塔,所以容易造成闪络。

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1.5杆塔接地电阻对雷击闪络的影响

据线路运行资料分析,接地电阻与雷击跳闸率成正指数关系,杆塔接地电阻在30Ω以上的,发生雷击闪络约占50%以上,而接地电阻在30Ω以下的,发生雷击闪络约占25%。

1.6山区线路雷击的跳闸率大于平原

据农网运行统计资料表明,山区线路的雷击跳闸率的比例,大大超过平原地区线路的雷击跳闸率,这是山区地形所造成的[2]。

2 减少雷击闪络的防护措施

2.1架设避雷线

减少雷电直击导线,是防雷的主要措施。从已投运线路的杆型看,保护角一般偏大,屏蔽性能较差。为此,对已投运的线路,宜采取加强塔头屏蔽措施,可架设塔顶屏蔽针或屏蔽环保护。对大转角杆塔,转角外侧横担上跳线也可加设横向屏蔽针进行保护。

2.2增加分流

雷击杆塔后,入地电流将在塔身与接地电阻上产生高电压,因此增加分流可减少杆塔的反击电位。一是加装耦合地线,作用是增加分流和增大地线与导线的耦合系数。二是铺设延伸接地,延伸接地可增加电流散流,且对导线也有耦合作用,可减少雷电的反击几率。运行经验表明:耦合地线作为防雷措施是成功的,但对耦合地线的终端杆塔,必须通过降低接地电阻或将接地体延伸等措施来加强防护。

2.3降低杆塔接地电阻

杆塔接地电阻与塔顶电位直接相关,按规程要求,一般地区其接地电阻不大于10Ω,在土壤电阻率较高的山地也不宜大于25~30Ω。架设屏蔽针或屏蔽环的杆塔,应注意降低杆塔的接地电阻。

2.4保护线路应有的绝缘水平

各电压等级的线路,保持其应有良好的绝缘水平是线路安全运行的基础。一是加强绝缘子质量的全过程管理,保证挂网运行绝缘子质量良好。二是加强运行绝缘子的零值检测。三是及时更换挂网运行的劣质绝缘子。四是对个别雷电活动强烈跳闸频繁的杆塔,可适当增加绝缘子片数,以提高承受反击电压的能力。

3 差异化条件下的防雷设计

对输电线路的防雷性能进行评估。由气象资料及雷电定位系统查看雷电分布情况,由线路路径、结构及地貌特征分析线路参数;再进行线路模型分析,对线路存在“易击段”杆塔进行跳闸率计算;得出计算结果后,对杆塔的防雷性能进行评估,针对不同的杆塔做出相应的防雷设计,包括杆塔的结构及绝缘配置[3]。

对于新建农村输电线路的防雷,首先应从设计抓起。在杆塔选型时,应结合当地多雷的特点及运行经验,可采用双避雷线架设保护。注重对大跨越杆塔的应考虑减少保护角和对转角杆跳线的屏蔽措施。山区大高差、大跨越档距是线路耐雷的薄弱环节,设计时应尽可能避免形成大跨越档距。如实在无法避免,设计时应适当加强防雷措施,以提高运行的可靠性。如线路杆塔遇有高电阻率土壤,其接地电阻难以满足规程要求时,设计时可采取延伸接地线。多雷区装设线路避雷线等办法。

在线路的防雷设计时,也需评估方案的技术经济性,结合线路防雷的预期与投资预算,确定最佳改造方案。

4结语

由于农村线路遭受雷击闪络而跳闸的相关因素较多[4],因此,应从线路的设计抓起,因地制宜采取综合措施来减少雷击闪络的跳闸,为农网的安全运行打下良好的基础。在确定方案的同时,也应考虑其经济性,达到预期效果与投资的平衡。

参考文献

[1]李志娟,李景禄,宋珂等.关于农网35 kV线路防雷措施探讨[J].电磁避雷器,2007,(219):39-42.

[2] 冯熊彬.山区架空输电线路雷电过电压分析与防护措施[J].电力安全技术,2006, 8(6):12.

[3] 陈家宏,吕 军,钱之银等.输电线路差异化防雷技术与策略[J].高电压技术,2009,35(12):2891-2902.

[4] 黎洪光.10kV配电线路遭受雷击破坏的原因及防范[J].电力安全技术,2011,13(3):15-18.

论文作者:宋延, 操丹丹

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第12期

论文发表时间:2019/10/30

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