(国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市030031)
摘要:随着经济建设的发展和科学技术的进步,高压输电线路广泛应用于电网输配电系统中,电压等级大幅度提升,形成了超特高压输送网络。大多数高压输电线路的架设区域为山岭和空旷的平原,地形和气候条件都比较复杂,雷电活动较为频繁,这就使得输电线路被雷击中的概率大大增加,造成闪络放电和线路跳闸等安全事故,对线路运行造成重大影响。本文首先分析了雷电对500kV输电线路的影响及危害,然后阐述了500kV输电线路实际运行中的防雷技术,以期提高500kV输电线路实际运行中的稳定性。
关键词:500kV输电线路;实际运行;防雷技术
1雷电对500kV输电线路的影响及危害
1.1雷电反击
雷击反击使得500kV高压输电线路产生跳闸事故,也就是直击雷现象。因为输电线路中的电线杆、电线塔或避雷装置遭受雷击之后,会产生很大的雷电电流从而击穿大地,同时输电线路的电线杆塔的接地电阻不能满足设计规范,就会使得接地电压幅值的瞬间增大,由此会在线路中产生更大的感应电压,形成雷电反击事故,该事故的危害很大,产生的瞬间放电电压高达几万到几百万伏,电流也随之升高到几十万安,如此高的电流会把在雷电反击的范围内所有事物给融化或灼伤。500kV高压输电线路多在输电线塔顶附近的装备或是避雷针上发生雷电反击现象,造成多相或单相形式的瓷瓶闪络,最终使得输电线路跳闸。
1.2感应雷过电压
当雷电击中线路、杆塔或周围地面之后会发生电磁感应现象,在这之后不仅导线上出现电压,而且导线中的电流也大大增加.进而就会形成会对人体安全带来危害的高压线。由于自身的原因,导线两侧形成了感应过电压波,然后会在极短的时间内将线路转化为高压线。针对上述问题,最好的解决方法就是在设置时将电缆埋入地下.而不是通过架空的办法来预防感应,另外还要做好防雷设置的布置,增设弱电保护装置。
1.3直击雷过电压
通常所说的直击雷过电压指的是雷电直击击中线路,在这个时候导线中会有众多的雷电通过阻抗而接地,然后在阻抗上产生电压降,导致被雷电直击的部位电位上升。因为直击雷过电压的过程当中会产生许多的效应,比如热效应、电效应等,将会对输电线路带来十分严重的危害,甚至会引起人员伤亡,因此,在具体的施工当中,需要布置众多的避雷针来防止直击,利用避雷针来实现对于雷电的引导,进而发挥屏蔽的效果。
1.4雷电绕击
在输电线路上装置避雷针、避雷线能够起到有效的防护作用.很大程度的保障了500kV输电线路的正常运行,但是雷电绕击的现象仍然时有发生。所谓雷电绕击就是雷电避开避雷针、避雷线而直接击于导线上,通常情况下,雷电绕击出现在线路周围空旷或较为复杂的位置在发生雷电绕击之后,雷电的电流会在导线两旁进行传递,造成变相瓷瓶串发生闪络,也有可能是在雷电流绕击击中导线一侧时导致瓷瓶串闪络。
2500kV输电线路实际运行中的防雷技术
2.1选取合理的输电线路路径
雷电活动是有其必须存在的原因,由此产生了雷击区,因此500kV高压输电线路在选择路径时要避开雷击区,这样就可以减少很多雷击危害。常见的雷击区有以下几个方面:(1)地下含有容易导电的矿物质的区域和地下水位比较高容易导电的区域;(2)山坡与平原交界区域等地质面貌发生变化的区域;(3)地区土质的电阻率会发生骤变,形成电阻率变低的区域,例如断层带;(4)山区的多风地带和山口的峡谷地带等雷暴走廊区域;(5)植被长势良好的向阳区和山丘顶部;(6)被树林、湖泊、河流、水塘、水库等包围的盆地区域。
2.2制订宏观防护原则
针对500kV骨干网架,因为其具备关键的战略位置以及它可能引起的连锁故障,需要制定以“堵”为主要的防护准则,即以防止雷击跳闸为目的开展防雷对策布置。针对同塔多回输电通道,在经过论证之后,可以合理的采用“N-1”或者是“N-2”准则采用不平衡差绝缘,即针对通道中最少1或2条线路进行“堵”的对策,不考虑经济代价减少雷击跳闸率;针对通道中的另外线路,采取“疏堵结合”的方法,接收一定范围内的雷击跳闸率,进而确保重合闸成功率以及防止永久性的停运。结合线路的重要程度、改造难度等原因把500kV输电线路开展等级划分,进而给防雷措施选取、防雷改造以及资金分配等工作带来选取的根据。
2.3架空避雷线
目前使用最为广泛的防雷设备就是避雷线,是因为避雷线同时可以实现避免导线被雷电的直击以及线路的耦合、分流和屏蔽作用,且其防雷效果非常好。避雷线的分流作用指的是通过降低流过输电线塔的雷电流从而缩减塔顶与大地之间的电位差,以降低雷击危害。避雷线的耦合作用就是把线路中的导线耦合起来,降低线路中绝缘子的电压。避雷线的屏蔽作用则是直接通过屏蔽导线来降低导线上的感应过电压。架空避雷线是500kV高压输电线路防雷的主要方法之一,该措施可以有效预防线路的雷电直击现象。不过该措施实现过程中需要投入大量的资金来建设避雷线架设架,且架设好的避雷线预防雷电绕击的效果并不理想。
2.4对接地装置进行合理处置
(1)假如当地土壤的电阻率比较大的时候应该对接地网的方式开展改变,而且可以更换土壤,进而更好的减少接地电阻,在雨季带来之前电力部门应该对极易受到雷击的位置杆塔的接地电阻开展精确的测量;(2)通常情况下,接地设备应该埋设在距地面0.5m的地方,为了降低其被腐蚀的状况,有关人员应该采用合理的防腐措施,而且应该不定期的对于接地装置开展检修,假如发觉其产生被腐蚀或者其他状况的时候应该尽快开展替换;(3)采取科学合理的措施对杆塔接地电阻进行降低,并且应该对接地线、地网以及架空地线之间的连接状况开展核查,确保三者之间具有良好的连接,提升防雷的效果。
2.5架空地线与耦合地线架空地线作为500kV高压输电线当中最基础的防雷措施,其既能够实现对线路的分流降低过输电线塔雷电流,降低雷击危害,同时还能够实现对输电线路导线的耦合,实现对绝缘子电压的降低,更具有屏蔽导线、降低输电线路上感应电压的作用,因此必须要做好对架空地线的规范架设。保证其能够对每一阶段的500kV高压输电线予以保护。耦合地线能够在接地电阻无法降低雷电流时发挥对雷电流的有效分流,并降低反击电压和绝缘子串的感应电压,因此做好对耦合底线的架设也是500kV高压输电线防雷措施的重要内容。
2.6检测绝缘子的运行状态
在进行绝缘子这种设备或者装置的检修状态检验时,可以采取不同措施比如在线查验和设定离线等都可以得到令人满意的结果。测定绝缘电阻,查验分布电压都是比较常见的检修方法,而定期检测则更能及时发现出现的问题;另外,选择各种方式进行绝缘子检测需要根据其状态来定,比如气候干燥时用分布电压查验的方式能得到更准确的结果,才能进行更换和调整以符合检修要求。
2.7降低铁塔接地电阻
500kV高压输电线路的耐雷击水平和防雷击跳闸情况是进行防雷保护主要考虑问题,降低输电线塔的接地电阻是经常使用的措施。目前,用来降低输电线塔接地电阻的方法主要有以下几方面:(1)在接地电阻上使用降阻剂。可以在规模小、面积小、接地网集中的地区使用该措施来降低接地电阻,属于普遍推广的方法之一。(2)使用爆破接地技术。该措施就是使用先进的爆破技术把地面破裂,再把电阻率较低的材料用压力机压入裂缝中,从而降低土质的导电性。(3)增加水平方向接地电阻的长度。水平接地电阻的长度越长发挥的电感效应就越大,其长度为55m左右时,电阻率是500Ω/m,而长度达到80m时,则电阻率上升为2000Ω/m。所以,当水平接地电阻的长度增加到一定值时,电阻的冲击系数就会下降到一个稳定值。
2.8自动重合闸装置的安装
电网供电系统在完成自我跳闸后,故障通常会自动消除,可见自动跳闸是实现自我保护的重要方法。500kV高压输电线路在运行中如果被雷电击打,便会自动跳闸。同时电线路上所产生的网络放电鼓掌也会自动消除,避免产生长期的故障。将自动重合闸装置与供电系统继电保护联系起来,能够实现高压输电线路雷击跳闸的自动恢复。
2.9定期进行杆塔修护
一般在施工过程中会进行杆塔的构建来帮助整体输电线路的建设,在日常进行检修时也需要根据水泥杆塔或者铁塔的不同进行检查,才能了解到其与日常耗电情况的关系,从而检修人员可以采取正确措施进行修补工作。检修过程中杆塔的倾斜度,挠曲状态,隐藏的裂痕和腐蚀的倾向都是需要关注,特别是不同情况下杆塔的状态都是进行检修时需要关注的重点,才能使得杆塔的定期检修朝着正确的方向发展。
3结语
电网中输电线路是十分重要的组成部分,其运行的可靠性、安全性对整个电网起到了至关重要的作用。有关单位应该加强对500kV输电线路实际运行中防雷技术的研究,根据具情况采用科学合理的方法来增加线路运行的安全等级,实现输电网安全稳定的运行。
参考文献:
[1]输电线路差异化防雷技术应用[J].别青松.科技与创新.2017(22)
[2]论500kV输电线路实时监控的必要性[J].杨文宝,王俊杰.信息记录材料.2017(08)