架空输电线路防雷击综合措施探讨
2022-08-17
来源:品趣旅游知识分享网
98 应用方法论 科201 2霸 1年第O期 架空输电线路防雷击综合措施探讨 冯虎 (江苏省电力公司检修分公司,江苏宿迁223800) 摘要随着社会的飞速发展,电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的有了举足轻重的地位。输电线路是电力系统的重要组成部 分,由于它暴露在自然之中,故极易受到外界的影响和破坏,从而影响线路的供电可靠性,其中最主要的一个方面就是雷击。本文结合两 起架空输电线路雷击跳闸事故,对雷害原因进行分析,着重介绍了几种架空输电线路防雷的措施及方法。 关键词输电线路;防雷;措施 中图分类号TM 文献标识码A 文章编号1673—9671一(201 1)102—0098—02 雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重。由于 我国的输电线路分布广泛,而且大多数地处旷野,很容易遭到雷击。架 空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段:输电线路受到雷 电过电压的作用;输电线路发生闪络;输电线路从冲击闪络转变为稳定 的工频电压;线路跳闸,供电中断。要保障输电线路安全运行,应对雷 害原因进行有效的分析,确定雷击性质,并采取相应有效的防雷措施。 2)XXXX年XX月XX日晚20:07分,35 kV卓顺3 W2线过流III段动 作,重合成功,路北变35 kV@线A相接地。当时天气雷暴雨。经全线故 障查线,发现49#塔B相断线,导线断落,绝缘子破损,分析判定为雷 击。立即申请将线路转检修进行事故抢修,12:26分,线路停役,事故 抢修处理,15:25分,抢修结束,线路恢复送电。 2雷害原因分析 输电线路雷击闪电是由雷云放电造成的过电压通过线路杆塔建立放 电通道,导致线路绝缘击穿,这种过电压也称为大气过电压,可分为直 击雷过电压和感应雷过电压。雷击主要是通过建立一个放电泄流通道, 从而使大地感应电荷中和雷云中的异种电荷,因此雷击和接地装置的完 好性有直接的关系。 输电线路感应雷过电压最大可达到4OO kV左右,它对35 kV及以下线 路绝缘威胁很大,但对于110kV及以上线路绝缘威胁很小,110kV及以上 输电线路雷击故障多由直击雷引起,并且同接地装置的完好性有直接的 关系。直击雷又分为反击和绕击,都严重危害线路安全运行。在采取各 种防雷措施之前,应该对雷击性质进行有效分析,准确分析每次线路故 障的闪络类型,采用针对l生强的防雷措施,才能达到很好的防雷效果。 反击雷过电压是雷击杆顶和避雷线出现的雷过电压,主要与绝缘强 度和杆塔接地电阻有关,一般发生在绝缘弱相,无固定闪络相别,所 以对于反击雷过电压应采取降低杆塔接地电阻,加强绝缘,提高耐雷水 平。绕击雷过电压是雷电绕过避雷线直接击中导线而出现的雷过电压, 主要与雷电流幅值,线路防雷保护方式,杆塔高度,特殊地形有关,主 要发生在两边相。目前对绕击雷过电压采取的主要措施是减少避雷线保 护角,安装避雷器等。 影响雷害的因素有很多,通过对输电线路雷击故障分析,准确判断 雷害故障的性质,必须掌握线路的运行状况,结合现场地理情况进行综 合分析。 1雷击事故案例分析 1)XXXX年XX月XX日晚19:OH6分,l10kv来耿796线跳闸,零序I段 保护动作,重合闸成功;故障显示为B相故障,测距距耿圩变约加.5 km。 经全线故障查线:发现4}}塔B相合成绝缘子下端均压环外侧有放电痕迹, 如图l所示,不影响线路运行。巡视人员讯问当地老百姓得知:线路跳闸 当晚19:00左右当地有强雷。经查询雷电定位系统,发现当晚19:o4ff4# 塔附近有3个落雷点(如图2所示),分析判定为雷击跳闸。 图1 3防雷措施 对于架空输电线路防雷措施,应按照“层层设防,突出重点,因地 制宜,兼顾财力”的原则进行,有针对性地采取各种有效措施为线路设 置一道道有力的屏障。防止雷电波的侵入,提高线路的耐雷水平,从根 本上降低雷击跳闸率,提高电网安全运行的可靠性。 3.1架设避雷线 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线 的主要作用是防止雷电直击导线,同时还具有以下作用。 1)分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位。 2)通过对导线的耦合作用,可以减小线路绝缘子的电压。 3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。 3.2装设线路自动重合闸装置 输电线路遭受雷击跳闸一般都是瞬时陛接地故障,大多数情况下都 能在线路跳闸后自动重合成功,因此,装设线路自动重合闸装置,能大 大提高线路的供电可靠性。 3.3降低杆塔接地电阻 降低杆塔接地电阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地电阻阻 值的高低是影响杆(塔)顶电位高低的关键性因素。杆塔接地电阻如果 过大,雷击时易使杆(塔)顶电位升高,对线路产生反击。若接地电阻 图2 瑟 赫霸 应用方法论 满足要求(见表1),则雷电波侵入时,绝大多数雷电流将沿着杆塔导 人大地,不致破坏线路绝缘,从而保证线路的安全运行。 3.4改变线路的绝缘水平 时能增大对相邻杆塔的分流系数和导、地线问的耦合系数,间接地降低 了杆塔的接地电阻,从而保护线路不发生闪络。一些经常遭受雷击的线 路在加装了耦合地线后,线路雷击跳闸率降低了40%一50%左右。 3_7应用雷电定位系统进行分析 雷电定位系统是一种全自动实时雷电监测系统。当线路发生雷击跳 闸时,雷电定位系统能准确定位雷击杆塔,帮助巡线人员及时查找故障 点,大大节省巡线人员的故障巡视时间,使线路及时恢复供电,确保线 路的供电可靠性。同时,通过对雷电定位系统的统计分析,能及时掌握 雷电活动的规律、特l生和有关数据,对防雷工作大有裨益。 1)提高线路耐雷水平,加强线路绝缘。绝缘子性能的优劣将直接 影响到线路的耐雷水平。线路运行单位应加强对绝缘子的全过程管理, 加大对绝缘子的检测力度,严把质量检验关,防止劣质绝缘子挂网运 行。对于已经挂网运行的绝缘子,应严格按照DIJT 741—2010《架空输电 线路运行规程》的规定定期对零值绝缘子进行检测,对不合格的应及时 进行更换,并对绝缘子的劣化情况进行统计、分析,确保线路绝缘始终 满足运行要求。 通常情况下,l】O kV线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子为7片,单串耐 张绝缘子串的绝缘子为8片,正常情况下均能满足防雷要求。但为了进 步增强线路的耐雷水平,提高绝缘子串的50%u(5O%冲击闪络电压 值),每串绝缘子串可适当增加1片。 2)采用差绝缘方式。此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接 地的系统,且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘,是指同一基杆塔 上三相绝缘有差异,下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子,当雷 击杆塔或上导线时,由于上导线绝缘相对较弱而先击穿,雷电流经杆塔 入地,避免了两相闪络。据计算,采用差绝缘后,线路的耐雷水平可提 高24%。 3)采用不平衡绝缘方式。在现代高压及超高压线路上,同杆架设 的双回路线路日益增多,对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足 要求时,可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率,以 保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有 差异,这样,雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后该回路导线 相当于地线,形成了对绝缘子片数多的另一回路导线的耦合作用,提高 了绝缘子片数多的另一线路的耐雷水平,使之不发生闪络,保障了绝缘 子片数多的另一回路线路的连续供电。 3.5加装线路避雷器 一4防雷设计中的注意事项 1)雷电危害与气候、环境、地质、设备等多种因素有关。因此, 防雷工作应深入一线,掌握现场第一手资料,要有针对性地采取综合防 雷措施。 2)防雷技术措施的实施,要进行技术经济综合比较,合理选择。 已运行线路还可能受杆塔结构强度、高度等条件的影响,因此应从实际 出发。 3)任何防雷措施、设施都不能一劳永逸,要不断完善,勤于运行 维护和检修,才能充分发挥其作用。 4)接地装置施工要规范严格,接地电阻测量要客观真实可信。 5结束语 综上所述,架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由 于雷电现象的复杂性和雷电活动的分散性,雷击几率受制约因数的多样 性,它的危害不可能完全消除和避免。我们只能不断努力探索和尝试, 使危害程度降到最低限度。 参考文献 [1]陈新岗,袁涛,等.线路型避雷器在输电线路防雷中的应用叨.高电压技术,2003,29. [2】陈伟,李小萍,胡旭红,吴雪玲.变电所的防雷措施fJ1.科技信息,2008,3. 【3]张小青.建筑防雷与接地技术[M].北京:中国电力出版社,2003,6. H]t利国.1 10 kV及35 kV送电线路的防雷措施『J1.广西电业,2007,4. 【5】魏莱.浅谈架空输电线路防雷措施广东科技,2009,12. 【6]张战彬.邢台西部电网输电线路防雷改进措施研究[D].华北电力大学(保 定),2009. 作者简介 冯虎(1982一),男,江苏宿迁人,大学本科,从事输电线路运行检修 管理工作。 避雷器应用在线路上作为防止直击雷防护,在国内已有十余年的应 用历史,目前架空输电线路上装设的避雷器,运行情况良好。虽然应用 避雷器对架线线路进行防雷保护的机理和理论还有疑问和争论,但它确 实能消除或减少架空线路受雷击的事实已被越来越多的人认识与接受。 3.6装设耦合地线 对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的杆段,若接地电阻受条 件限制很难降低时,可在导线下方增加一条架空地线,称为耦合地线。 耦合地线虽然不能减少绕击率,但能使该基杆塔地网与相邻杆段的地网 得到良好的连接,相当于埋设了连续伸长接地体,这样当雷电反击线路 表1有避雷线架空电力线路杆塔的工频接地电阻 (上接第113页) 才能进行调试刀闸的操作,有效的降低了刀闸分合试验的作业风险。 4)定期召开生产协调会。综自改造工程涉及到继保、检修、通 信、运行、施工等方面的人员,各方面的人员对工程的顺利进展都起着 重要的作用。定期召开生产协调会,有助于协调好各方,强化合作,保 障工程的顺利进行。此外,生产协调会还对综自改造工程进展过程中的 存在的问题进行讨论,提出切实可行的解决办法,进一步优化我们的管 理手段,保障了施工期电网的安全稳定。 中,由于工期紧所遗留下各种标识不规范的问题,将给后续工作带来极 大的阻碍,所以在验收工作中应把好设备规范标识关。 3)对图纸进行整理归类。变电设备的图纸是设备维护、消缺和培 训最准确、最具体的重要依据,它的存放管理和资料更新是确保其作为 第一手资料的主要手段。在接收了大量的厂家资料、竣工图纸和试验报 告之后,应重视对资料的整理和存放规范,确保在以后的工作中“有据 可依” 4结束语 综自改造工程的圆满完成,充分验证了优化管理在改造工程安全生 产中的决定性作用,而作为一项长抓不懈的工作,只有更加科学、更加 合理安全管理工作,才能从根本上提高安全生产的可靠性,才能使我们 的企业立于不败之地。 ’3综自改造工程收尾阶段 综自改造工程的收官阶段,是工程整体验收和交接的关键阶段,要 想在工程后期的管理工作中实现完美收官,还应做好以下三点。 1)做好技术交底,加强员工培训。设备的运行技术交底是施:[人 员在设备验收完成后,针对该设备特性对运行维护人员进行的技术培 训,有利于运维人员进一步掌握设备的工作特性和操作方法,对设备长 期的运行维护有着很高的应用价值。 2)进一步规范设备标识。作为现代化变电站一个重要的标志,规 范的标识在设备日常管理和维护中具有重要的作用。在综自改造的过程 作者简介 张捷,工程硕士,研究方向:电力系统变电站设备运行管理,职称:电 力系统工程师。