110kV输电线路防雷与接地电阻的设计研究卢润湖

110kV输电线路防雷与接地电阻的设计研究卢润湖

(广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000)

摘要:目前国内十分看重电力系统的建设与发展,为了保证国内大部分用电困难区域的用电正常,保障他们的用电质量和数量,就要在很多区域假设110kV的高压输电线路。但是由于很多线路暴露在自然环境之下,非常容易受到雷击等自然灾害的破坏,一旦遭受损害就会导致当地电网系统的瘫痪,对当地居民的生活带来很大的影响。因此对高压输电线路防雷避雷技术的研究就显得尤为重要,并且已经成为电力系统发展中的重要一环。

关键词:110kV输电线路;防雷;接地电阻

对110kV输电线路设置多种防雷的办法,能够切实有效的保证电网系统的安全运转,同时还要增强对输电线路避雷技术的研究,这有利于110kV输电线路防雷技术的发展。

一、110kV输电线路防雷的必要性分析

110kV输电线路在电力资源运行中发挥中关键作用,其中包括电能转化、区域性电能输送等,因此电能使用者对输电线路的关注焦点集中在输电的可靠性、安全性以及输配电能的稳定性上,电网工作人员应积极处理或及时排除威胁110kV输电线路稳定运行的影响因素,有资料统计显示分析发现,在众多不利因素中雷击跳闸危害程度最大,也和很多其他因素紧密相关,在目前电力行业技术发展背景下,110kV输电线路的安全运行及性能发挥仍常受自然环境制约,由于电网宽而广,线路难免遭受雷击损害,也有较多选址处于雷击事故高发地,常发生线路部件烧毁、损坏等现象,进而发生跳闸,因此总的来说使用并发展110kV输电线路防雷有着极强的必要性。

二、输电线路雷击事故分析

(1)雷电反击事故。在雷电多发地经常会出现雷电击中输送线路塔杆的现象,导致一系列的雷电反击损伤,产生这种损伤的原因主要与该处的地形与土壤电阻有关。由于输电线路大多铺设在山区,在施工上就要面临铺设困难、土壤选择的问题,同时在接地的条件上也有着很大的局限性,这些问题综合起来就很容易造成雷电反击等现象。雷电反击现象主要指输电线路杆塔顶端的电压超过了一定的额度之后,绝缘子会产生击穿而放电,放电的电流也会和杆塔的电压和相邻杆塔的距离有关。(2)雷电绕击。目前国内绝大多数地区都对110kV输电线路安置了雷电规避保护装置,尽可能地保证了输电线路的安全。但是一些地区的避雷保护经常会发生失效,比如说单避雷线线路、双回路线路杆塔中的鼓形塔等。

三、接地电阻对比与避雷器的设计原则

在110kV输电线路运行和维护的过程中,应当着重改进线路杆塔的接地装置,改进后输电线路的雷击跳闸率能大幅度地降低,一般能够降低25%到35%左右,特别对于接地装置很恶劣的地方,能够降低雷击跳闸率高达到50%。(1)提高杆塔接地电阻。输电线路杆塔接地电阻的大小会影响到线路的雷击保护能力。有数据表明,当输电线路所在地的土壤电阻越高,那么整个线路的抗雷击水平就越低。对于国内的电力系统来说,大部分区域的接地土壤电阻都普遍偏高,这将不利于提升整个输电线路的抗雷击性能。(2)避雷线路数量。有关资料表明,尽管输电线路所在地的接地电阻相同,那么使用不同的输电线路保护装置所能够产生的保护效果也是不一样的。比如在110kV输电线路的施工过程中,使用双避雷线模式就会大大地提升线路防雷避雷的性能。(3)线路避雷器。国内许多地方的输电线路都会安装避雷器,在雷雨天气当雷电击中线路杆塔,当避雷器工作时,就会很大程度地降低线路所受到得雷击损害。如果将输电线路输入的电流向避雷线的两端分流,就能有效地保护输电线路不受损害。

四、110kV输电线路防雷技术及措施

(一)110kV输电线路防雷技术

(1)接地电阻设计由于110kV输电线路覆盖面广,为降低其施工成本,接地电阻方面施工队伍工作人员可尽可能降低杆塔接地电阻的存量,这样既节约成本,也能达到较好的避雷效果。杆塔周围接地电阻降低,雷击杆塔顶后电位上升幅度不会太大,因此输电线路绝缘子就能保护,使其避免发生损坏现象,提升了输电线路耐雷击水平,进而大大降低雷击跳闸事件的发生。另外线路设计、施工及维护过程中,电网技术人员可根据土壤实际情况,指导调节接地电极深度和大小,来尽可能降低土壤天然电阻率,常见方法有改变接地体角度、降阻剂选择合理、接地模块使用等,尤其是山区环境更应注意线路搭设、规划路线等,从设计上就开始源头性地减少线路维护成本,降低雷击事故发生率。(2)双避线同负保护角的设计110kV输电线路防止雷击的重要手段还有设计施工时选择双避雷线,应用这一模式需要注意的技术要点包含以下几点:避雷线和导线之间的距离要提前就地预估测量并做好合理设计,尽可能拉远这两者间的水平距,保护角减小,地线和导线之间存在一定距离,通常情况下避雷线和导线实际距离是地线和导线距离的3~5倍;导线向内侧转移,负保护角处理办法能避免基础压力、杆塔自重所带来的负荷;规避或取消输电走廊,更具条件设置密集输电线路,根据当前技术水平及预算成本则优方案。

(二)110kV输电线路关键的防雷措施

(1)保证设计数据及方法的准确性,尽可能降低杆塔接地电阻设计前对输电线路所到地域实施实地测量,多方式、多次数测量,从源头降低设计误差和不良设计方案。除上文提到尽量降低接地电阻阻值率方法外,常用的方式还有使用降阻剂、填充降阻物质、地级深埋等。(2)设计布局输电线路以保证其合理性合理的输电线路分布应尽量避开雷击高发地,良好处理“选择性雷击区”,规律雷击集中特点有以下几点参考:“雷暴走廊”,即峡谷顺风口、河谷山区迎风口等;沼泽、湖泊、水库等潮湿地区;当地土壤天然电阻率低,或分布不均因不连续地域,如石、土交界处,山、田交界处等。这些地方尤其需要注意线路的设计和雷击的预防。(3)增加架空线里的耦合地线数量耦合地线在供电系统所起到的重要作用是降低线路反击跳闸和雷电绕击事件发生率,增加其数量能提升线路耐雷水平,减少跳闸的可能。(4)安装可以控制的放电避雷针装置,安上自动重合装置减少雷电绕击的主要方式之一即加大线路保护角,随着科学的进步与发展,也可通过装置设备来提升雷电防护能力;一些闪络性跳闸事故可通过自动重合装置来处理,以及时保证正常供电。(5)提升110kV输电线路绝缘水平,施工验收时重视绝缘子部件配置。除上述措施,还应注意线路验收工作,行好后期维护工作。

五、结论

综上所述,电力系统发生故障的主要原因是输电线路故障,当前我国电力事业正在稳步发展,其中输电线路特别是110kV输电线路覆盖面呈现出显著发展势态,雷电是常见的自然现象之一,它是影响输电线路故障的主要因素,随着110kV输电线路面的拓宽,雷击导致线路安全运行事故发生的概率也跟着提升,影响着社会、经济双效益的增长,因此作为电力行业工作人员应积极寻找降低雷击跳闸事件发生率的有效措施,良好合理设计接地电阻,研究并应用可靠安全的防雷技术,以保证人们正常生产生活不受或少受影响。

参考文献

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[2]方伟锋.110kV输电线路防雷技术综合应用以及运维管理探析[J].科技资讯,2017,15(30):53+55.

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