(阳江市供电局输电管理所529500)
摘要:雷击灾害对输电线路的稳定运行存在巨大威胁,如果前期建设阶段未采取可靠的防雷措施,一旦遭受雷击,产生的过大雷电流会直接对输电线路以及电气设备造成损坏,出现跳闸停电故障,影响正常供电。因此必须要加强对输电线路工程的防雷措施研究,争取通过多项防雷措施的应用,来避免雷击带来的影响,为输电线路的稳定可靠运行提供保障。
关键词:220kV;输电线路;防雷措施
雷击跳闸是影响输电线路运行状态的关键因素,并且因为大气雷电活动具有非常强的随机性与复杂性,想要提高对其的防治效果,还需要不断对实践经验进行总结。确定目前输电线路建设存在的不足,并在此基础上来采取措施进行调整优化,争取为输电线路的可靠运行提供更大保障,为用户提供高质量供电服务。
一、雷击跳闸原因分析
雷击跳闸是输电线路比较常见的故障之一,对正常供电有重要影响。输电线路雷击跳闸包括绕击跳闸、感应跳闸、反击跳闸等多种类型,其以后两种类型居多。第一,反击类跳闸。输电线路故障点接地电阻不达标,为一基多相或多基多相,在跳闸故障时故障点附近雷电流幅值比较大,故障相多为水平排列的中相或垂直排列的中、下相。第二,感应雷跳闸。故障点为线路未架设架空避雷线,且故障点的接地电阻与设计标准相符。故障点多为一基多相或单相,发生跳闸故障时故障点附近存在较大的雷电流,故障相多为水平排列的边相或垂直排列的上相[1]。为减少雷击灾害对输电线路运行产生的影响,必须要在前期做好充分考察,根据当地地貌、地形以及雷电灾害特点确定最为合适的防雷方案,通过各种防雷装置的安装,来将雷击产生的过大雷电流导入地下,避免对输电线路产生损坏,且减少跳闸事故的发生,维持输电线路的正常运行。
二、220kV输电线线路防雷措施
1.增强线路耐雷能力
想要增强输电线路的耐雷能力,就必须要选择性能优良的绝缘子,其性能如何直接关系着线路的耐雷水平。电力企业需要提高对此方面的重视,对线路绝缘子进行全过程管理,应用科学方法来对绝缘子进行检测,做好质量检验,保证所有投入使用的绝缘子性能达到专业标准,对于验收不合格的绝缘子,要严禁应用到线路中。而对于已经投入使用的绝缘子,则需要安排专人遵循相关规定,定期对其状态进行检测,对于损坏或异常的绝缘子要及时更换,且做好劣化情况的统计,经过分析编制科学可行的管理计划,将此方面带来的干扰降到最低。尤其是雷击灾害发生频繁的地区,需要适当的加强线路绝缘配合,使得线路耐雷能力保持最高。220kV输电线路单串悬垂绝缘子串共有13片绝缘子,单串耐张绝缘子串共有14片绝缘子,基本上可以满足线路防雷需求。实际建设中可以提高绝缘子串50%的冲积闪络电压值,对每串绝缘子至少增加2片,能够有效减少雷击跳闸事故的发生,确保输电线路维持良好的运行状态[2]。
2.降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻能够有效提高输电线路防雷效果,减少雷击跳闸事故的发生。接地电阻高低对杆塔顶电位有直接影响,如果设计的电阻较大,雷击时杆顶电位就会大幅度升高,并对线路造成反击产生跳闸故障,影响线路正常输电。合理设置杆塔接地电阻,当杆塔或避雷线遭受雷击后,产生的强大雷电流会直接通过接地装置进入到大地内,避免对线路绝缘造成损害,使得输电线路可以始终保持稳定运行状态。总结以往实践经验可确定,220kV输电线路杆塔接地电阻最大不宜超过10Ω,数值过大时必须要进行降阻处理,对于部分特殊情况可以适当放宽限制,但是最大不得超过20Ω,尤其是新建输电线路杆塔,接地电阻必须要控制在10Ω以下[3]。
同时,基于杆塔接地电阻与周围土壤电阻率之间的正比关系特点,在降低杆塔电阻时,还应采取措施来调节降低土壤电阻率。面对不同地理地质环境,所适用的处理方法按不同,例如卵石、沙砾、岩石以及冻土等环境,可采用换土、打入垂直耳机地体、敷设射线以及应用降阻剂等方式等操作,合理选择与规范操作来保证电阻数值的合理性。另外,在对接地电阻进行改善以外,还可以通过杆塔金属部分、拉线以及铁塔基础等来进行可靠接地,提高输电线路运行可靠性。
3.安装设置避雷线
避雷线又称为架空地线,在220kV输电线路防雷设计中应用比较多。此种方法的主要原来是对导线起到一定屏蔽作用,降低雷电对输电线路造成直击影响的概率,雷电流分流经过杆塔,还可以降低塔顶电位。同时,通过设置避雷线还可以对导线起到耦合作用,使得线路绝缘子过电压降低,确保线路具有较高的耐雷水平。实际设置中多将避雷线安装在导线上方,沿着全线架设,形成带状保护,为导线提供可靠保护,可将其看作为输电线路的防雷主保护方式。一般情况下220kV输电线路采用的为全线架设双避雷线,110kV线路则是采用的全线架设单避雷线方式,而35kV线路是针对变电所进出线1~2km架设避雷线,无需全线路架设[4]。另外,为进一步提高避雷线对导线的屏蔽效果,将绕击率降到最低,在设计时应尽量减小避雷线对边导线的保护角,以20°~30°为宜。
4.增加设置耦合地线
如果输电线路已经设置了避雷线,但是在运行时依然会出现雷击跳闸事故,就需要在原有基础上对防雷方案进行调整,增设耦合地线。尤其是受地质条件无法有效降低接地电阻的情况下,可以直接在导线下方增设一条架空地线进行改善。虽然耦合地线的存在无法有效降低绕击率,但是可以提高杆塔地网与相邻杆段地网的连接效果,相互之间形成一个可靠有效的接地体系,为输电线路提供更可靠的保障。如果发生雷击反击线路的情况,可以增大对相邻杆塔的分流系数与导、地线间的耦合系数,间接影响了杆塔的接地电阻数值,确保线路不会因为雷击产生闪络。经数据统计发现,对雷击发生较为频繁的线路段增设耦合地线,可以降低40%~50%的雷击跳闸事故发生。
5.安装线路避雷器
如果对接地电阻调整后依然无法到预期的防雷效果,就需要对输电线路来安装避雷器,将其与绝缘子并联在杆塔上。线路避雷器残压不足绝缘子串的50%冲击闪络电压,如果杆塔与导线之间的电位差大于避雷器动作电压时,避雷器和绝缘子的伏秒特性就会相互配合,确保避雷器有效加入分流,将过大雷电流传输给相邻杆塔,且部分雷电流通过杆塔与接地引下线直接进入大地,使得线路保持较高耐雷水平,避免雷击跳闸事故的发生。
结束语:
采取措施来提高220kV输电线路的防雷性能,对提高线路运行安全性与稳定性具有至关重要的影响。目前可以选择的防雷措施较多,还需要基于实际情况合理分析,综合评比后选择最为合适的方式方法,确保线路耐雷性能有效提高,减少雷击跳闸事故的发生。
参考文献:
[1]王祥祥.高压架空输电线路的防雷措施分析[J/OL].集成电路应用,2019(04):99-100.
[2]阮淮振.220kV输电线路工程防雷措施研究[J].中国设备工程,2019(04):176-177.
[3]李陈程.220kV架空输电线路防雷措施探究[J].机电信息,2014(12):25-26.
[4]刘毅东.浅谈35kV架空输电线路防雷措施及在实际工程中的应用[J].科技视界,2013(18):137+187.