摘要:在进行高压输电线路设计的时候,防雷接地设计是其中的重要内容。而在电力系统中,220KV高压输电线路又是其中的重要组成部分。因此,加强220KV高压输电线路防雷,增强220KV高压输电线路的安全性非常重要。文章主要对220KV高压输电线路防雷技术进行了研究,并在此基础上对如何提升220KV高压输电线路防雷进行了探讨,以期220KV电网输电线路的安全性得到显著提升。
关键字:220KV高压输电线路;防雷设计;电阻
导言
高压输电线路在供电系统中有着不可替代的作用,对整个电力运行效果有着非常重要的影响。由于雷电对高压输电线路的运行极容易产生干扰,导致运行效率低,甚至常常出现线路跳闸现象,使供电出现中断,严重影响到电力企业发展以及人们的日常生活,因此,需要加强高压输电线路防雷措施,尽量避免雷电对高压输电线路的影响。下面文章中将对220KV高压输电线路的防雷技术进行分析,提高电力运行的稳定性,促进电力企业顺利发展。
1雷击线路跳闸原因分析
在发生架空高压输电线路雷击过程中,主要有四个反应阶段:第一阶段,雷电对高压输电线路产生影响,出现过电压现象;第二阶段,高压输电线路出现闪络反应;第三阶段,高压输电线路由冲击闪络到稳定工频电压的变化过程;第四阶段,高压输电线路出现跳闸现象,导致电力运行停止。因此,雷击对高压输电线路正常运行有直接的影响,而发生雷击事故的因素比较多,例如:线路气候环境、线路地理环境等各种因素都会导致雷击事故的发生。下面对常见影响因素进行分析:
1.1线路气候环境影响因素
由于我国各地区地势情况存在很大的差异,气候气象、温度湿度也有所不同,经过对各地区雷电活动情况调查与分析得知,每个地区都有不同的雷电活动周期与规律,例如:高山、丘陵、江河等地区,地形、气候、温度等自然元素都有很大的差异,并且较为复杂,雷雨、风暴天气较为频繁,这些地区中的高压输电路线就会很容易受到天气的影响,雷电会对各高压输电线路区产生不同程度的干扰,例如:易雷击区域,遭到雷击后反应就会相对严重些,会出现线路跳闸,供电受阻现象,易雷点区域,遭到雷击的影响后会出现闪络现象。可以说,高压输电线路所处位置的气候环境影响也是雷击事故发生原因之一。
1.2220KV高压输电线路地理环境影响因素
高压输电线路埋设过程中,土壤电阻率与杆塔接地电阻率对高压输电线路的作业状态因影响非常大,若是土壤电阻率过大,就会影响杆塔接地电阻,进而出现反击现象,最后出现跳闸。若是山区地带的高压输电线路在此基础上在遭受雷电袭击,在山坡角度的影响下会使导线暴露弧面增加,进而出现雷电绕击的现象。由此可见,高压输电线路所处位置的地理环境也可能引起雷击事故发生。
2具体应对措施
2.1架设避雷线
架设避雷线是防止高压输电线路雷击事故发生的基本做法,可以有效避免雷电直接对高压输电线路袭击,并且架设避雷线还有分流、导线耦合、导线屏蔽等作用。分流作用主要表现为,减少杆塔上的雷电流,促进塔顶点位降低;导线耦合作用表现为,降低线路绝缘子电压;导线屏蔽作用表现为,降低导线过电感应。避雷线对线路电压较大的雷击预防效果较为突出,同时架设避雷线投资成本相对较低,受到广泛应用。
2.2装设线路型避雷器
线路型避雷器残压低、限压装置有优异的保护性能、可做成无间隙或带间隙的避雷器和通流容量大、体积小、重量轻。可根据线路的运行经验,在大跨越或多次遭受雷击数杆塔装设线路型避雷器。但造价高、保护范围有限(只保护本基杆塔)、维护工作量大、需定期检测维护,所以不宜大面积使用。
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2.3避雷线有效跳通,提高泄流能力
由于过去我国部分地区输电线路不考虑地线载波以及电线上电能损耗,只能采用全线接地。因地线挂线金具与铁塔挂线耳之间是线接触,我们发现地线与铁塔难以做到可靠接地,根据运行经验,发生过雷击的铁塔,地线挂线孔的螺栓丝扣有烧熔现象。分析后我们认为,该点对雷电流泄流来说是一个间隙。因此我们认为耐张塔两侧地线应予以跳通,且跳通后与塔体可靠连接,这样,在每个耐张段内提供泄流通道,可以提高输电线路耐雷水平。
2.4接地
在输电线路中设置接地设置的主要作用是为了使得输电线路中的电能可以有效释放到地面中去。若输电线路中设置的接地技术较好,则可以使得接地电压迅速降低,避免出现接地电阻反击的情况。需要注意的是,在设计接地设置时,应该做到以下几点:
2.4.1强化电磁感应型接地装置。根据雷击闪络的原理,有效增强220KV输电线路防雷性能的重要方法,可以使接地电阻以及电感减少、并提高耦合系数。通过设置耦合地线,或者架空地线的方式来提高耦合系数。事实上,雷击在稳态电磁感应阶段以及暂态行波阶段,可以对接地装置的分布范围进行改变,进而使得耦合系数得到提高。
2.4.2安装垂直地极。垂直地极可改善表面土壤接地质量差的情况,是一种有效的接地弥补措施,在高土壤电阻率区域具有重要作用。因此,可在杆塔附近设计垂直接地极。若输电线路为铁塔,可在距离杆塔6m的地方安装垂直直接地极。若杆塔为水泥杆塔,一般在距离杆塔四米的区域,作为垂直地极的安装点。在对垂直地极进行安装的时候,一般采用的是角钢或者是圆钢的形式进行安装。垂直地极之间的距离间隔不超过5m,且地极长度应该在1.5m左右。在陡坡中进行垂直地极安装时,安装深度应该根据垂直地表面深度进行实际测算。这样做是为了使接地极散流效果得到更好的保证,维护接地极的散流功能,防止因洪水等情况对其造成的影响。
2.4.3利用消弧线圈接地。在雷电活动频繁的时候或接地电阻很难进行降低的情况下经常使用消弧线圈的方式接地。这种方法可对单相着雷闪烁故障进行大幅度减少。且还可以使用中性点不接地的方式进行防雷。一般情况下,当二相着雷或三相着雷的时候,一相导线不会发生跳闸情况。导线闪烁之后和地线的作用是一致的,这就等于对整个线路的耦合作用进行了提高,并降低了未发生闪烁的相绝缘子电压,进而使得线路耐压水平得到有效提高。
2.4.4降低杆塔的高度。降低杆塔的高度主要式减小接地电阻,使得电网输电线路的防雷性能提高。在电阻率较低的地区,可对杆塔的自然接地电阻进行相应利用,而在电阻率较高的土壤地区,可以对降阻剂进行利用或对接地方式进行延长,使得接地电阻得到有效降低。
2.4.5架设耦合地线。若对杆塔接地电阻进行降低存在较大难度时,可架设相应的耦合地线,在导线的下方增加一条接地线,这样一来可以使得输电线路防雷性能有效提高,减少跳闸。
结束语
综上所述,220KV高压输电线路防雷质量的好坏将会对输电线路的正常运行产生直接影响。因此,技术人员应该对220KV高压输电线路防雷技术加强研究,提高防雷的效果以及水平,保证220KV高压输电线路在正常工作以及运行时安全性得到保障。
参考文献
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论文作者:冯皓清
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
标签:线路论文; 高压论文; 杆塔论文; 防雷论文; 地线论文; 雷电论文; 地极论文; 《电力设备》2017年第2期论文;