特高压输电线路雷电绕击防护性能研究论文_颜世成

特高压输电线路雷电绕击防护性能研究论文_颜世成

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 671000

摘要:伴随着社会经济高速发展与人们生活质量的不断提高,对电能的需求越来越高。从目前的具体情况分析来看,电能在供应的过程中,自身系统的问题会导致能量输送的中断,外部环境当中存在的突发性因素也会导致电力输送的中断,最为典型的便是特高压线路在受到雷击后的运输中断。简言之,电能的输送需要保证持续性,而雷电的发生又具有不确定性,所以为了强化输电线路对雷击问题的规避,对特高压输电线路进行雷电绕击防护性能分析并提升其防护力十分必要。

关键词:特高压;输电线路;雷电绕击防护性能

引言

随着经济的快速发展,电对于人们的生活发挥的作用越来越大,从照明,电器的使用,工厂的生产等等都离不开电,所以电的生产和电的传输都是十分重要的,政府和人们对这些方面也是高度关注。而作为电的传输的主要方法,超高压输电线路,在目前情况下得到了广泛的使用,但是在使用过程中,存在着许多的问题,而雷击跳闸也是目前超高压输电线路容易产生的问题。所以为了人们生活的用电保障,以及工业生产的用电保障,就要对这种问题进行改善。

1雷击形式与特征

雷电现象是由于太阳辐射使地表受热造成含水汽空气产生对流,水珠在运动、碰撞、分裂、融合过程中带上电荷。雷云放电就产生光(闪)和声(雷),并在输电线路上形成过电压。雷过电压有直击雷过电压和感应雷过电压两种形式,前者是指雷云直接对线路放电并在设备上产生冲击电压,后者是由于雷电先导在设备上感应出电荷而形成的过电压。感应雷过电压只对没有避雷线的35kV及以下线路有威胁,110kV及以上线路受到的威胁主要来自直击雷过电压。直击雷过电压又分为反击和绕击两种情况,反击是指雷电直接击中杆塔或地线,而绕击是指雷电绕过地线击中导线。根据运行经验,反击主要发生在330kV及以下线路,而500kV及以上线路主要雷击故障由绕击引起,尤其是特高压输电线路绝缘水平高、杆塔结构尺寸大,更容易发生绕击。

2特高压线路雷电绕击防护措施分析

2.1特高压线路绕击防护措施适用性

架空线路常用绕击防护措施有减小保护角、使用并联间隙、装设线路避雷器、装设杆塔侧针、安装耦合地线或旁路地线等,由于特高压线路的特殊性,并非所有防护措施均适用。原因在于:(1)特高压线路输送功率大,一旦跳闸电网将被迫在短时间内进行大量备用投入,同时特高压线路往往是大区电网之间的联络线,对电网稳定性十分重要,因此特高压线路绕击防护的目标是尽量使绕击跳闸接近0。并联间隙虽能保护绝缘子,但在不增加串长的情况下会增加线路跳闸率,不适合特高压线路。(2)特高压线路塔高串长,电磁环境复杂,线路运维尚处于积累经验期,从运维角度而言线路结构越简单越好,因此架设耦合地线、旁路地线尽量不予使用。综合考虑,减小保护角、使用线路避雷器、安装杆塔侧针对特高压线路绕击防护较为适用。

2.2采用差异化防雷策略

超特高压输电线路传统防雷措施不外乎减小避雷线保护角、架设多根避雷线、架设耦合地线、架设避雷针、安装线路避雷器、提高线路绝缘水平、采用不平衡绝缘、绝缘子串并联间隙、安装自动重合闸等,然而线路防雷性能评估主要依据典型地貌及雷击跳闸率的统计结果,没有根据各级杆塔耐雷性能差异采取针对性的措施,投入与产生的效果不成比例。差异化防雷是按照线路重要程度、线路走廊雷电活动规律、线路结构、绝缘配置水平、防雷方法等差异性,综合考虑技术经济效果所采取的针对性策略。

2.3差异化防雷策略实施流程

差异化防雷一般要经过参数统计、各基杆塔雷击跳闸率计算、杆塔防雷性能评估、防雷措施配置几个步骤。充分评估每基杆塔差异化特征,针对防雷薄弱性环节,再采取针对性措施是非常重要的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如特高压同塔双回线路通常架设2根地线,并且地线对边相导线保护角不应小于-5°(山区),但可能因为地形因素造成两地线间距过大(超过导地线垂直距离5倍),以致中相导线遭到绕击闪络,对此应通过架设第三根地线或另设耦合地线加以防范。

2.4做好区域实践的调查

在线路架设的时候做好区域实践的调查。因为从上文的分析来看,区域地形和地貌会影响到输电线路屏蔽系统的作用发挥,所以在地形地貌清楚认知的基础上,对具体的塔杆高度以及接地电阻等进行针对实践的分析和利用,这样,屏蔽系统的作用发挥会更加突出,输电线路的雷电绕击防护性能也会更加突出,其在雷电天气状况下的安全性会得到显著加强。

2.5要做好计算

输电线路的接地电阻,其能够承受的雷电流的幅值等都在一定的范围内,如果超出了范围,线路的安全性必然会受到影响。基于这样的考虑,通过模型设计确定计算公式,对相应的标准数值做科学性的计算,并在计算的基础上完善设计,保证设计的全面性、细节性。整个输电线路的雷电绕击防护性能,因为设计有计算做基础,所以其性能优化的目标可以全面实现。

2.6对超特高压输电线路雷电绕击防护性能的

各项参数做明确和完善。从上文的分析来看,雷电绕击防护性能的影响因素是多方面的,各项参数的科学性和准确性对其的影响十分显著,计算各项参数所需要维持的基本范围,然后在设计的时候正视参数的影响,一方面保证参数的项目完善性,另一方面保证参数的值域规范性,参数合理性得到保证,具体的线路雷电绕击防护性能也能得到强化。总之,将塔杆高度做合理设计,对地线的标准做详细的规划,屏蔽系统会更加符合区域的要求,这样输电线路的雷电绕击防护性能会有明显的加强。

2.7其它措施

目前情况下,各个国家都在超高压电路输送方面投入了巨大的资金,但是由于问题的特殊性,导致了许多方法的效果十分一般,所以不能仅仅依靠技术的革新,还要加强对天气的预测,相关的气候检测部门要加强对雷击气候容易出现的时间段进行检测,并根据雷击出现的时间段,对相关的超高压线路运输进行调整,使整个线路内部的电流减少,防止线路中电流过大,再与雷击碰到,就会导致跳闸。对天气进行检测,避过雷击天气,或者在雷击天气中做好各种防范准备,尽力使雷击对于整个线路的损害,减少整个城市的损失。不仅如此,在这个过程中,还要加强对相关的线路定期维修,防止由于电路老化,导致在雷击的过程中无法抵御雷击,使整个线路跳闸,所以要完善相关的电路检查维修制度,对整个过程进行各种程度上的准备,最后也是最重要的一环就是要继续加强技术的革新,只有技术才能够一劳永逸的解决这个问题,所以政府还是需要对科研部门进行大力的投资,用新科技来解决这些问题。

结语

随着人们对于电的需求量越来越大,所以电在人们的生活中越来越重要,不仅仅是人们的日常生活,还在工业生产中有着巨大的作用,雷击是一种自然现象,所以没法阻止,所以在预防雷击导致跳闸的情况,要进行技术革新,制度完善,防止整个雷击导致跳闸,进而整个电力系统的崩溃,造成巨大的损失有着巨大的作用。通过各个领域各个项目的工作人员齐心协力,共同把整个问题进行解决,才能够为电力系统的运行,提供保障。

参考文献

[1]耿思远.基于特高压输电线路雷电绕击防护性能的研究.科技展望,2019(06).

[2]周学涛.论220kV高压输电线路的防雷接地技术.通讯世界,2019(16).

[3]朱军.超/特高压交/直流输电线路共用走廊的电磁特性及其优化布局研究.西安:西南交通大学,2019(24).

[4]白锋,陆家榆,林珊珊,等.特高压交直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的电磁影响分析.电网技术,2019(11).

论文作者:颜世成

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/11

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