110kV—220kV高压输电线路的防雷技术研究论文_牟海东

110kV—220kV高压输电线路的防雷技术研究论文_牟海东

(国网四川省电力公司凉山供电公司 四川凉山 615000)

摘要:随着电力工程建设的不断发展,确保供电可靠性尤为关键。雷电是妨害电力系统尤其是配电系统的安全稳定运行的重要因素之一。根据电网运行经验,做好高压输电线的防雷工作是确保电力系统持续、可靠供电的重要工作。对110kV和220kV输电线路而言,其采取有效的防雷技术是确保供电系统的安全稳定运行重要措施。本文根据笔者实际工作经验,阐述110kV-220kV高压输电线路的防雷技术。

关键词:输电线路;防雷保护;避雷器

引言

随着人们对供电质量要求不断提高,确保输电线路设备可靠性尤为重要,线路设备均在野外,影响线路设备稳定运行的因素较多,如通道树木超高、地质灾害、人为因素、鸟类活动、雷击等。据电网故障分类统计表明,雷击导致线路跳闸故障占线路跳闸总次数的40%-70%,尤其在雷电活动频繁、土壤电阻率较高、地形复杂的地区,雷击引起的跳闸故障更多。每次发生雷击跳闸事故,均会对电力系统造成较强的扰动,导致设备损坏,线路停运,甚至发生大面积停电事故。

一、防雷技术产生的原因

1.1雷击线路跳闸原因分析

四川省凉山地区山脉较多,地形复杂,线路走廊多位于地势较高的山地,土壤电阻率较高,且比如在高山、丘陵、江河湖泊地区,地形比较陡峭且不易通行,再加上雷云、暴雨天气比较多,这些地区的线路可能会在某一个区段就会出现易雷击区或者易雷击带和易雷点。若出现了架空的高压输电线路雷害事故,一般都会经过以下四个阶段:第一个阶段,高压输电线路受到雷电过电压的作用;第二个阶段,输电线路发生闪络;第三个阶段,输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压;第四,线路跳闸,供电中断。而雷击线路跳闸的原因有很多,本文从这几个不同的方面进行剖析,分别是线路气候环境、线路地理环境、线路本体分析。

1.2根据110kV和220kV输电线路地理分析

地理位置在许多问题中都占有重要作用,南方与北方,因地理位置位置不同,气候湿度也都截然不同。处在高山、雪山、江河、或者湖泊位置,相对于平原地区来讲,雷雨天气较多,则雷电活动也相对多,防范更加重要。四川凉山电网高压线经过丘陵、高山大岭地区,跨过多个微气候地区,线路的走廊地形比较复杂,还有许多矿物资源,加上线路走廊内的雷电活动频繁。高压输电线路的地区其土壤的电阻率一般比较大,会使杆塔接地电阻变大,出现反击跳闸的情况。在山区的一些地方,山坡的坡角会使导线的暴露的弧面变大,更加容易出现雷击。

1.3根据110kV和220kV输电线路气候分析

环境气候因素属于不可抗力外在因素。四川凉山这里的供电区域横跨很多气候区,多变的气候更容易引起雷电活动,最终会形成雷电区域,导致高压供电线路应避开雷电区域,但是高压供电线路一般都选在人际较少的区域,相对于人民生活较为安全。因此,二者问题相互困扰,相互纠缠,彼此之间互相矛盾,这些都需要采取防雷措施来解决。

1.4根据110kV和220kV输电线路本身分析

高压输电线路如果特定时间内出现跳闸次数较多,则该区域的雷电活动也相对较多。根据国家电网资料,一些故障分类的统计显示,输电线路出现问题在电网的事故中比较多,而雷击跳闸又是在输电线路的问题中占很大的比重,而在四川凉山区域,是跳闸率比较高的地区,其高压输电线路因雷击而导致约占40%~70%。从另一方面来讲,110kV和220kV的输电线路都是主要的高压输电线路,是该地区的主命脉,也是该地区高压供电的保障。

二、详细的防范措施

2.1避雷线

为了可以更好地让本电力公司做好防雷保护工作,其基本的方法是架设避雷线。避雷线原理为直接避免,起到非常直接的作用。避雷线也就相当于是避雷器,可起到一个分流的作用,从而使塔受到的电流变少,从而降低过电压,也就不会形成电压过大,也不会跳闸中断。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,还能够起到一个屏蔽导线的作用,导线上可测知电压会变少,而一般高压供电都会全线架设避雷线。

2.2避雷器

避雷器保护性能较集中且效果好,避雷器本身可通过的电流较多、体积比较小、重量又极轻。国网四川省电力公司电科院与凉山供电公司共同在2012年年初对该地区该线路实施防雷评估和改造,重点关注易绕击线路区段,经现场勘测找到 容易绕击杆塔35基,其中14基绕击的难度系数很高。在改造过程中共安装线路避雷器52只,其中直线23基,31只;耐张12基,21只。部分杆塔如28~ 30号,由于坡度较陡的山腰,采取了连续3基塔安装线路避雷器的方式;36 ~ 37号跨越山谷,采用连续两基塔安装线路避雷器的方式。

2.3接地

众所周知,雷电活动就是将高压输电线路当做接地线,如果在高压线路被电击后将电压快速的导入大地之中,避免其产生反击,配置较为良好的接地线,从而能够更好地避免产生反向击中。故此,接地线是防雷措施中较为关键的一点。

2.4提高泄流

翻阅最新的研究报告,不难发现,许多新兴城市已经在采用此方法,凉山供电公司也是相对于较早引入这种方法。架空送电线路,其采用的输电线路没有加入地线载波和电线的电能的耗取,全部使用全线接地。从实践中可知,地线和铁塔之间很难做到非常可靠地接地,因此需要根据以往经验,参考被雷击过的铁塔,它地线挂线孔的螺栓丝口会有烧熔的情况,从分析后得出提高泄流方法,并且该方法相对于雷电现象的泄流是一个空档期,因此可在塔的两侧地线跳通,然后与塔体连接,通过每个段都存在泄流的道路,从而提高抗雷能力。

三、新型防雷技术研究

3.1国内外现状

随着世界信息技术的不断发展,现在国内外采用的防雷技术均有类似之处。防雷保护的基本要求具有一致性。同时,国内外的方法基本类似,采用避雷线、避雷器、或者提高分流能力等,或者在一些地区还会采用减少保护角等措施。一些国家采用可提前放入电棒和负角的保护针,此法国内的电力公司也有使用。一般最有效的方法,还是要降低接地电阻,利用大地作为接地体,同时也可避免在山坡上建设高压电塔等。

3.2降低杆塔接地电阻

从实践中可知,按照物理的知识,除了可以采取分流、分担电压之外,还与之有关的是电阻,根据具体情况也可采取减小电阻的方法。杆塔的接地电阻如果降低,则被雷电活动击中之后杆塔的电位会升高、变小,相关电力单位可通过此种方法,再结合运用架设避雷针的方法,或者将其两种方式进行有效融合,从而能够有效降低电压和雷电后的中断率。此方法使用较便捷,非常适用于高山、丘陵区,人迹罕至,不方便检修地区。

3.3安装线路避雷器

在多次受雷电活动较大,且影响极其严重的地方设置避雷器,全线剩余可以设置避雷线,二者相结合。缺陷是其造价较为昂贵且不太节能低碳,优势为它的保护能力却很强,因此,事物均有利有弊,要从实际情况出发进行造价的比较,通过造价的方案来比拟,选出最优方案,做到合理又节省。

四、结论

总是所述,通过以上的方法可有效解决110kV和220kV高压运输电路的防雷击问题,但是由于雷电的活动本身属于不可抗力因素,因此不可能从根本上解决。然而,电力系统的各个部门可以通过不断的沟通和合作,综合出现的变量,总结出更好的措施去规避雷击问题,并且在实际工作中不断研究新的防雷技术,为电力运行和人民生活提供更好的安全保障。

参考文献:

[1]李汉明,陈维江等.220/110kV同杆四回线路耐雷性能的研究[J].电网技术,2015-09-11.

[2]易永红,余东.关于高压输电线路综合防雷技术的研究[J].科技传播,2012-15-19.

[3]周中秋.输电线路防雷技术应用与分析[J].农村电气化,2010-03-25.

论文作者:牟海东

论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/1

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