输电线路防雷分析及措施.docx
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1、 输电线路防雷分析及措施 巨国华摘 要:本文通过分析电网雷击跳闸率偏高的原因、存在的问题及今后防雷工作的重点, 并提出了加强输电线路相应的有效措施。关键词:输电线路;防雷;跳闸率;措施1 前言雷电是自然界中的气体放电现象,其放电所产生的雷电流高达数十千安甚至数百千安,可以引起强大的电磁效应、机械效应和热效应。在电力系统中,雷电放电可引起很高的雷电过电压,是造成线路跳闸停电事故的主要原因。据统计,雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%70%。近年来,输电线路的雷击跳闸率和事故率较为突出,雷击故障在造成线路或变电设备损坏的同时,也可能引起严重的电网事故,为了确保电网安全,电网公司每年投入大量的资
2、金用于各供电局的线路防雷改造工程,例如:降低线路杆塔接地电阻、更换合成绝缘子、装设部分线路避雷器等。2线路防雷存在的问题1)近年气候环境变化无常,2007年强雷暴过程造成大量线路连续跳闸和输、变电设备损坏;各种因素中,属雷电强度大对输电线路的影响最大,线路雷击跳闸的比例也较高。2)雷电活动存在随机性和分散性,加之近年雷电强度略呈上升趋势,使防雷难度加大,仅改善个别线路耐雷性能,不能在短期显著降低整体线路雷击跳闸率。3)山区输电线路比较多,一般均处在高山峻岭之中,由于地形条件决定了线路的大高差、大挡距,存在线路保护角偏大,屏蔽效果差,增加被雷电绕击线路的概率。山区线路由于受特殊地形条件所限,在测
3、量杆塔接地电阻值时,由于测量线太短(例如采用摇表法测量20m,40m线)等,测量结果反映不真实,往往测出的数值偏低,造成误判断,影响了线路防雷措施的选择。山区线路的绝缘子损坏一般均分布在高山以及大跨越的杆塔地段,给线路维护工作带来一定的困难,110kV及以下线路遭雷击跳闸而重合闸成功后,往往做不到及时查找雷击线路闪络点,部分损坏的绝缘子有时也得不到及时发现和更换,从而降低了线路的耐雷水平,留下了事故隐患。山区线路在采用线路避雷器保护措施时,由于对线路的雷害特点分析不够(线路的雷击点和易击段),对线路避雷器的性能及保护效果了解不够,选择安装点存在一定的盲目性,达不到应有的保护效果。4)线路绝缘配
4、置水平与其它国家还有差距,发达国家在满足最大风偏、间隙和爬距情况下,还考虑免维护裕度。国家电网公司典型设计规范也大幅提高绝缘配置标准,如一般地区500kV、220kV和110kV单回线路分别比现行规程增加3、2、2片绝缘子,塔头尺寸也相应增加。而电网原来线路绝缘和塔头尺寸都是按满足最小风偏、间隙、爬距以及最省塔材要求设计,在原塔头上开展防雷改造(如增强绝缘)和防污调爬,导致空气间隙裕度进一步减小,可能导致绝缘子放电跳闸率降低而塔头间隙放电跳闸率增加的情况。4 防雷的技术措施4.1 架设避雷线架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用
5、:分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位;通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压;对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此规程规定,220kV及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线,110kV线路一般也应全线架设避雷线。同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率。避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用2030。220kV及330kV双避雷线线路应做到20左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15及以下。为了起到保护作用,避雷线应在每基杆塔处
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