(广东省输变电工程公司广东广州510160)
摘要:220kV高压架空输电线路遭受雷击是不可避免的,为减少发生雷击事故、保护高压架空线路运行安全,必须采取高效的防雷接地技术。这些技术不仅能有效的降低线路绕击问题发生率,还能保证供电可靠性,维护电网安全。在架空输电线路设计中,应重视防雷接地设计,提高输电线路的耐雷水平。
关键词:高压架空输电线路;供电可靠性;防雷接地设计
一、雷电对输电线路的危害
在春、夏季发生雷电现象的次数较多,雷电的放电时间仅有0.01s,但是雷电在一瞬间的电流最高可以达到20万安培以上,如此大的电流打在任何建筑物或者人体上都会带来很强的破坏性,雷电现象对处于高山上的输电线路有着严重
的危害。
1.1雷电的高热效应对输电线路的危害
雷电在放电过程中打到输电线路上,雷电的高热效应就会瞬间转化成数十万安培的电流,此时雷电流在输电线路杆塔上产生非常高的热能,会达到金属的融化点,输电线路杆塔上的金具导线可能出现融化的现象,严重的将会出现断线或倒杆,对电力系统的稳定运行和工业的安全生产都造成了一定的威胁。
1.2对反击破坏危害进行分析
在输电线路正常运行过程中,雷击中的反击破坏会导致线路遭受次生性危害,对这一危害的解释是输电线路中的避雷设备在正常使用过程中会被雷击中,这样就导致线路设备在使用过程中出现雷击现象,从而使得线路无法正常运行,进而出现短路等现象,严重的时候会导致线路出现中断,进而对输电线路的稳定运行产生十分不利的影响,造成整个电力系统的瘫痪。
1.3雷电的高压效应对输电线路的危害
雷电在放电过程中,雷击点瞬间达到10万伏以上的高压,如果雷击点在输电线路上,输电线路上的一些电气设备和金具导线瞬间受到非常大的破坏,可能会出现短路、跳闸、变压器烧毁等情况,破坏比较严重的将会引起火灾,使电力部门蒙受很大的经济损失。
二、220kV高压输电线路雷击产生的情况
2.1220kV高压输电线路产生雷击的原因
220kV由于金属材料的含量高、分布范围广,使其相对于中低压输电线路发生雷击灾害的几率更大,危害程度也更深。尽管目前我国许多地区的高压输电线路按照要求已经安装了避雷器与避雷线等防雷设备,但是有时这些防雷装置在运转过程中会出现暂态过电压,这样就并不能达到很好的防雷效果。
2.2雷击对220kV高压输电线路的影响
当雷击中高压输电线路后,会产生一定影响。第一,当高压输电线受到冲击后会产生比较高的过电压;第二,高压输电线路会出现闪络的现象;第三,高压输电线路会出现工频电压;第四,高压输电线路会出现跳闸现象,不能正常供电。
2.3电线感应产生一定情况
雷电在形成过程中,由于雷云对220KV高压输电线路的导线产生一定影响,它会出现静电的感应,一旦雷云放电,就会产生能量巨大的感应电压,这严重影响到高压输电线路的安全。
三、220kV高压输电线路防雷设计策略
3.1合理设置避雷线
为了提高220kV高压输电线路的防雷效果,应合理设置避雷线,充分发挥避雷线的应用保护作用,并且避雷线可有效分流巨大的雷击电流,使杆塔中流入的电流大幅度减少,从而避免电力设施受到强大电流侵害而遭受破坏。同时,通过合理设置避雷线,可对输电线电压实现有效屏蔽,从而减少雷击感应电压,并且利用输电线路的耦合作用,在一定程度上课降低220kV高压输电线路绝缘电压。另外,架设避雷线时通常都遵循一定的原则,线路电压和避雷效果成正比,随着电压的升高,可获得明显的避雷效果,所以为了保障220kV高压输电线路的安全性和稳定性,优化避雷线架设。
3.2降低接地电阻
通过降低接地电阻,可有效提高220kV高压输电线路的防雷水平。对于土壤电阻率较高的区域,使用降阻剂或者延长接地体长度,防止高压输电线路遭受雷击侵害;对于土壤电阻率较低的区域,可适当降低输电线路杆塔高度,从而降低220kV高压输电线路的接地电阻,提高其防雷能力。
3.3使用消弧线圈
对于频繁发生雷电活动和接地电阻较高的地区,优化消弧线圈接地设置形式,防止220kV高压输电线路发生电项雷击接地故障。通过合理使用消弧线圈接地,当高压输电线路三相和二相遭受雷击侵害时,单相导线往往不会出现跳闸故
障,输电线路闪络以后可看作接地,这在一定程度上增加了220kV高压输电线路的耦合作用,从而降低线路电压,有效提高220kV高压输电线路的防雷水平。
3.4安装自动重合闸
220kV高压输电线路发生跳闸故障以后,由于雷击发生的工频电弧和冲击闪络往往引发快速游离,很容易导致220kV高压输电线路发生严重损坏。所以为了提高防雷水平,应结合220kV高压输电线路的具体运行状态,合理安装自动重合闸,考虑到中性点接地电网中大多数雷击事故都出现单相闪络,所以可采用科学、合理的单相重合闸,一方面减少断路器运行故障的维修工作量,另一方面有效降低对于电网安全供电的影响。
3.5安装管型避雷器
220kV高压输电线路遭受雷击以后往往会产生绝缘缺陷和高电压,通过安装管型避雷器,可有效保护高压输电线路。管型避雷器可达到零建弧率,并且可有效防止220kV高压输电线路绝缘发生冲击闪络,在变电站进线保护、换位杆塔、避雷线杆塔、高压线路和通信线路的较差跨裆等位置合理安装管型避雷器。
3.6耦合地线架设
通过降低220kV高压输电线路杆塔高度,可在很大程度上减少接地电阻,从而可有效提高高压输电线路的防雷水平。然而在降低杆塔高度受到限制的情况下,可通过架设耦合地线的方法,提高高压输电线路防雷效果。耦合地线架设
主要是增加避雷线和导线之间的耦合作用,降低绝缘子串电压,并且通过架设耦合地线,可分流大部分雷电流,从而有效保护220kV高压输电线路。
四、结语
随着我国经济的不断发展,人们和各行各业对电能的需求不断增大,电力部门为了满足人们和各行各业对电能的需求,对输电线路的规模进行了扩大。但是电力部门在建设电力系统时因建设与运行技术原因,导致一些输电线路裸露在自然环境中,这样的情况导致输电线路非常容易遭到外力破坏,如果再出现比较强的雷电现象可能使输电线路存在一定的安全隐患,并且使输电线路无法正常供电,为此在设计输电线路时需要对防雷技术有足够的重视。
参考文献:
[1]李冰,于海洋.220kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].电子制作,2015(24):70.
[2]周学涛.论220kV高压输电线路的防雷接地技术[J].通讯世界,2014(16):25-26.
[3]邹超.220KV高压输电线路的防雷接地技术研究[J].四川水泥,2014(9):210,213.
作者简介:
彭力(1985.06.20),性别:男;籍贯:河南信阳;民族:汉;学历:研究生、硕士;职称:工程师;职务:线路电气设计工程师;研究方向:线路电气设计;单位:广东省输变电工程公司;