110千伏高压输电线路的防雷保护

110千伏高压输电线路的防雷保护

摘要：在电力系统中,由于架空输电线路所处的地理环境,相对于电力系统的其他设备,架空输电线路遭受雷击的几率远远大于其他系统。本文通过对雷击线路的危害及线路雷击跳闸的两种主要表现形式的特点进行了介绍和分析,并结合架空线雷害事故的形成的4个阶段特点和多年运行实践经验提出了防范保护措施。

关键词：高压输电线路雷击跳闸分析保护措施

引言

电网中的事故多以输电线路的故障为主,而输电线路的故障又以雷击跳闸事故最为突出,尤其是架设于山区的线路,线路故障大多是由于雷击跳闸引起的。笔者通过对输电线路雷击跳闸情况及防雷工作进行总结,提出改进建议,对提高输电线路的雷电防护能力,以期能够促进电网的稳定运行。

1、线路雷击跳闸的两种主要表现形式

一种是直击雷，是指带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象。直击雷威力巨大，雷电压可达几万伏至几百万伏，瞬间电流可达十几万安，在雷电通路上物体会被高温烧伤甚至融化。直击雷多为击于塔顶及塔顶附近的避雷线，一般造成该塔一相或多相瓷瓶闪络。

另一种是绕击雷，是绕过避雷线击于导线上，绕击雷多发生在大跨越档和线路周围空旷地区。一般造成边相瓷瓶串闪络，该边相应该是迎着雷云走向的一侧，有时因雷电流较大，雷绕击导线后雷电流沿导线两侧传递，也会造成该档相邻的杆塔同相瓷瓶串闪络，当较大的雷电流绕击在靠一侧杆塔的导线上时，造成该塔的瓷瓶串闪络，同时由于雷电流大，在通过杆塔入地时造成塔顶电位高，同样可以引起反击造成其它相瓷瓶闪络。

2、改善和降低雷击跳闸率的技术防范措施

2.1开展雷电参数的分析工作

结合输电智能巡检系统科技项目的实施,对110kV及以上输电线路杆塔均实现GPS卫星定位,并将数据输入雷电定位系统中去。今后凡是地区内出现雷电日时,都可及时查询输电线路附近雷电活动情况,进行雷电活动参数的分析,以确定线路可能遭受雷击的几率,划分出输电线路遭受雷害的等级,并采取相应的防雷措施。

2.2架设避雷线

这是高压线路防雷的基本措施,其主要作用是防止直接雷击导线,发生危及绝缘的过电压。装设避雷线后,雷电流即沿避雷线经接地引下线进入大地,从而可保证线路的平安供电。依据接地引下线接地电阻的大下,在杆塔顶部形成不同的电位;同时雷电波在避雷线中传波时,又会与线路导线耦合而感应出一个行波,但这行涉及杆顶电位作用到线路绝缘的过电压幅值都比雷电波直击档中导线时发生的过电压幅值小的多。110kV及以上电压等级的线路普通都应全线架设避雷线。

2.3使用线路避雷器

在多雷区,使用合适的线路避雷器对防止雷害事故非常有效。因为避雷器动作后限制了绝缘子两端的电位差,可有效地防止反击事故发生。现场运行经验表明。在雷电多发地段的线路上安装若干组线路避雷器。对防止雷击跳闸事故非常有效。为了限制雷电波沿线路侵入发电厂或变电所。可在线路的终端塔再安装一组线路型避雷器。据有关资料介绍。安装线路避雷器的杆塔对接地可不做严格要求,这是不恰当的。因为线路避雷器像其他防雷设施一样。也是通过接地装置把雷电流泄人大地．因而对杆塔接地电阻和接地引下线都应严格要求,因线路上安装的避雷器不便维护。所以要尽量选用免维护的线路避雷器。

2.4装设自动重合闸

在一定的运行条件下,线路雷击跳闸是不可避免的,但应限制在一定范围内。由于线路绝缘具有自恢复性能,大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此,安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。据统计,目前我公司运行的110kV及以上的高压线路重合闸成功率达75% ~95%,35kV及以下的线路成功率略低。因此,目前我公司变电站在各个电压等级的架空线路上都安装了自动重合闸装置。重合闸装置是作为线路防雷的一项重要措施,提高重合闸装置动作的可靠性,可有效地保证雷击跳闸后的供电可靠性。

2.5架设耦合地线

在导线下方架设耦合地线的分流和耦合作用,使线路耐雷水平提高。耦合地线的作用主要有两个:一是增大避雷线与导线之间的耦合系数,从而养活绝缘子串两端电压的反击和感应电压的分量;二是增大雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流。对于110KV输电线路, 不仅减少反击跳闸次数,也减少了一相导线绕击后再对另一相造成反击跳闸的机率。安装耦合地线一般适用于丘陵或山区跨越档,可以对导线起到有效的屏蔽保护作用,用等击距原理也就是降低了导线的暴露弧段。但对于老旧线路,因其受杆塔强度、对地安全距离、交叉跨越及线路下方的交通运输等因素的影响,因此架设耦合地线对于旧线路不易实施。主要用于新建线路通过雷电活动强烈区时和其他防雷措施共同采用。

2.6提高线路耐雷水平,加强线路绝缘

线路运行单位应加强对绝缘子的全过程管理,加大对绝缘子的检测力度,

严把质量检验关,防止劣质绝缘子挂网运行。此外,对于个别特殊区段和一些雷击频繁地区,可采取一些有针对性的措施,适当加强线路的绝缘配合,以提高其耐雷水平。通常情况下110kV线路单串悬垂绝缘子串的绝缘子为7片,单串耐张绝缘子串的绝缘子为8片,基本能满足防雷要求。但为了进一步增强线路的耐雷水平,提高绝缘子串承受的50%冲击放电电压值,每串绝缘子串可适当增加1片。实践证明,一些增加了1片绝缘子的新线路投入运行后,耐雷水平大大增强,很少发生雷击跳闸事故。合成绝缘子以其重量轻、强度高、免维护、防污性能好等特点深受一些线路运行单位的青睐,广泛使用于线路的不同区段。但运行经验表明,在多雷区使用合成绝缘子,往往容易造成雷击跳闸事故。

3、结语

110kV输电线路遭受雷击既然是不可猜测,不可避免的,那么我们应顺其自然,以疏导为主,对于110kV输电线路应满足设计规程所要求的接地电阻和耐雷水平,必要时要进行校验,以便选择适当的保护措施。

参考文献：

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