摘要：输电线路所输送的电压等级越高, 电线杆塔的高度越高, 线路的尺寸越大, 就更加容易遭受雷击。而220kV输电线路作为重要的输配电骨干网架, 其广泛分布的特点使得其遭受雷击的概率升高, 严重影响电网所在地的社会经济发展。200kV的防雷技术是在输电线路设计及运行阶段预防雷击, 降低遭受雷击概率的有效手段, 研究电力系统220kV输电线路综合防雷技术研究能够增加电网运行的安全性和稳定性。本文着重分析了雷电对输电线路的危害, 220kV输电线路遭受雷击的重点原因, 着重介绍了主流的防雷接地技术, 并探究220kV高压输电线路防雷的有效对策。
关键词：电力系统；220kV输电线路；防雷技术
1 雷电对输电线路的危害
雷电是一种自然现象, 它一般发生在雷雨季节。所以, 依据我国的季节特性, 夏季最容易发生雷电事故。有一个常识是, 雷电很容易发生在高层建筑或建筑物的尖端上。事实上, 输电线路经常被雷电损坏。雷电对输电线路的危害主要体现在三个方面。
首先是当雷电发生时, 伴随着严重的高热效应。因此, 当雷击在输电线路上时, 它将瞬间产生甚至高达数十万的大电流。这个高电流值将使输电线路温度上升到很高的值。当达到金属熔点时, 输电线路中的金属线将熔化, 甚至导致输电线路塔的坍塌, 这对输电线路来说显然是致命的, 并且直接导致电力系统的经济损失。
第二个方面是雷电现象将产生高压效应。雷电的电压值可以达到100000伏以上。当在输电线路上发生雷击时, 这种高电压会直接导致输电线路短路, 跳闸甚至烧毁变压器。这对电气设备和金属线的损坏非常大。最严重的情况是能够产生火灾甚至爆炸, 威胁人生和财产安全。
第三方面, 伴随着雷电现象的发生是电磁感应现象。这些电磁感应会使输电线路形成电磁场, 间接导致传电流的增加, 伴随着高热效应, 对输电线路造成无法修复的危害。因此, 在输电线路中应用防雷技术是非常必要的。
2 电力系统220kV输电线路遭受雷击的主要原因分析
220kV输电线路一般都会与500kV输电线路产生交叉跨越, 更高电压等级的输电线路从远方可能带来雷电, 而220kV输电线路防雷设计一般都要低于500kV输电线路。如果面临500kV输电线路受雷击传送至220kV输电线路的情况, 那么220kV输电线路防雷设计的不足之处就要暴露, 容易受到雷击而损坏。
在220kV配电线路的设计中, 大多使用针式绝缘子。220kV输电线路中间跨度大, 可以很好地抵御台风, 雷电等极端天气。然而, 这种设计的缺点是, 当绝缘体损坏时很难立刻发现故障。目前, 供电局使用的绝缘子绝大多数是耐压35kV的绝缘子。由于雷击后的高耐压, 一般可以继续工作, 因此更难以发现问题和隐患。
因为杆塔安装和输电线路设备的安装都可能存在不合理的现象。例如, 铁和一个圆形接地线焊接不紧密, 导致土壤松散的多方面的缺陷。避雷器质量很差或多年来一直被雷击, 故障状态时很容易使线路受雷击。使用测试接地电阻仪器的不规范行为, 也可以使得220kV输电线路由于防雷设备安装选购不合理遭受雷击。
3 电力系统220kV高压输电线路防雷接地技术要点分析
避雷针的安装。在220kV高压输电线路中, 避雷针是一种重要的防雷工具, 它对防雷效果有直接影响。当雷云和地面保持一定高度时 (即发生雷击) , 避雷针首先要主动监测先导放电情况, 然后避雷器能够直接改变雷云中先导放电通道产生的电场方向, 将雷电引入接闪器里面, 将活跃电 (属于雷电) 引到避雷针设备中, 经由避雷针的电力无害化的传导工作, 减缓雷击给输电线路带来的损害。
避雷线的布置。避雷线是220kV输电线路的经典防雷措施之一, 主要作用是将输电线路逃离雷电攻击, 保护输电线路的安全。从而达到对220kV高压输电线路的防雷保护作用。避雷线能够分流, 达到降低塔内电流的作用。
垂直地极安装。在220kV输电线路架设过程中, 若发现地区土壤电阻率非常好, 建议采取垂直地极的安装用于强化输电线路的防雷效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般将地极埋深0.5m, 当然不同地区需要对具体的安装深度进行计算。
4 电力系统220kv高压输电线路防雷的有效对策
4.1 开展接地巡检, 及时发现问题
避雷器性能良好、接地线处于正常状态, 有利于保障220kv高压输电线路的平稳运行。供电部门应该仔细核查220kv高压输电线路防雷设备接地线路, 并记录输电线路运作的状况, 确定预防的关键点, 从而确保雷雨季节电网设备的安全运行。
夏季天气变化起伏大, 强对流天气频发, 时常伴有雷阵雨, 供电部门首先应该根据过去的工作经验, 对电网防雷避雷的措施和工作规划进行调整和完善;其次, 对于以往发生雷击的跳闸线路与电力设备, 要积极开展数据分析工作, 搜寻发生雷击可能性较大的跳闸地段、线路和设备的范围, 对电网防雷示意图进行完善, 确定防雷的针对性方案, 将电网防雷的屏障搭建稳固;第三, 加大电网设备巡查的频率, 将特殊天气特训的工作制度落实到位, 同时以“巡改结合”为基本原则, 全方位检测变电站和220kv高压输电线路的各级电力线路防雷的基础设施, 主要检查设备和接地网、架空地线与接地设备的导通情况、接地体的锈蚀程度等等。一旦供电部门监测到接地设备发生锈蚀、引下线与设备连接点松动等问题, 必须在第一时间内进行整改, 最大程度地避免雷电对设备产生的危害, 保障设备在雷雨季节仍然能够正常释放雷电流;第四, 供电部门要对线路防雷保护设施和线路通道进行全面检查和清理, 第一时间更换损坏的避雷器、瓷瓶、与参数要求不符的接地设备以及接地电阻。对于不符合要求的接地线, 供电部门要对其进行重新埋设, 这有利于帮助电网更好地防雷抗灾。
除此之外, 供电部门还要经常性地巡查, 把握巡查的重点, 确保防汛工作的完整性。例如, 要重点核查小流域、城市区域、水库以及易滑坡的山区地段, 开展实时监测、预防工作, 以免产生次生灾害。要重点核查的区域还包括政府、电视台、交通枢纽、医院等客户线路, 在地区电网的防汛上下功夫。同时, 要对部分区域变电站的墙体进行加固, 经常对围墙外的护坡、排水渠进行巡视, 如果发现问题要第一时间进行分类处理。
对于公安局而言, 要将辖区内的山区面积、区域、气候条件等因素考虑在内, 以电网防雷示意图为标准, 对电网抗雷击的薄弱之处进行仔细搜索, 将特殊天气特巡制度落实到位, 并积极改造适用于防雷的输电线路, 通过减少接地电阻、增强绝缘、安装避雷器等方式, 保障夏季电网处于安全状态。
除此之外, 要主动和气象局保持联系, 及时获取最新的气象信息, 加强对雷雨天气的防范与监控。同时, 要经常通过上门走访的方式对重要客户、专变客户进行防雷、避雷的知识普及和宣传, 从而将夏季雷电灾害对电网安全的影响减至最低。
4.2 加强接地测试, 提升耐雷水平
供电部门要紧紧围绕220kv高压输电线路防雷, 做好统一部署、周密安排, 稳步推进电网防雷、防汛、抗旱等工作。同时, 测试防雷接地的效果, 维持防雷稳定性。在防雷测试上, 兴义供电局提供了很好的样本, 比如该供电局在2018年预计实施防雷测试达到315组的规模, 并查找往年雷击跳闸频繁的线路, 确定综合系统的防雷整治方案, 基杆塔的接地电阻测试完成的数量达到647次, 避雷器与放电计数器核查达到618次。与此同时, 对配网进行有针对性地防雷接地整改, 运用加装氧化锌避雷器、装设放电间隙、改造不符合要求的接地电阻与替换瓷瓶绝缘子等方法, 将线路的耐雷水平不断提高。最后, 实施1440组防雷整治的项目, 以防雷测试的方法, 提高地区电网运行的安全性、平稳性。
5 结论
220kv高压输电线路防雷, 将保障电网维持稳定、降低电网发生故障的概率, 从而在最大程度上提高供电的效益。为了实现该目标, 各地供电部门必须强化实施220高压输电线路防雷接地技术的强度, 进一步提升电网的耐雷程度。
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论文作者:卓晓玲,何冠乐,冯琳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：防雷论文; 线路论文; 雷电论文; 电网论文; 高压论文; 避雷器论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第33期论文;