文档介绍：浅析输电线路有效防雷措施
摘要:文章通过分析高压输电线路雷击闪络跳闸产生的原因,在进行线路防雷工作时,提出一些合理有效的防雷措施,以提高输电线路的耐雷水平,降低输电线路的雷击跳闸率。
关键词:输电线路防雷福州
一、概述
福州位于东南沿海,常年受季风和台风影响,雷电活动剧烈,输电线路防雷工作任务异常严峻。福州电业局的输电线路主要以220kV和110kV为骨干,输电线路经过的地区气候、地形、地质和各种自然条件比较复杂。受土壤电阻率高,海洋季风,雷云对地距离低,地面落雷密度大等因素影响,和近几年来运行环境条件的劣化,在雷雨季节,由雷击引起的输电线路故障也日益增多,不仅影响设备正常运行,也极大影响日常生产生活。
目前输电线路本身的防雷措施主要依靠架设在杆塔顶端的架空地线,其运行维护工作中主要是对杆塔接地电阻的检测及改造。由于其防雷措施的单一性,无法达到防雷要求。而推行的安装耦合地线、增强线路绝缘水平的防雷措施,受到一定的条件限制而无法得到有效实施,如通常采用增加绝缘子片数或更换为大爬距的合成绝缘子的方法来提高线路绝缘,对防止雷击塔顶反击过电压效果较好,但对于防止绕击则效果较差,且增加绝缘子片数受杆塔头部绝缘间隙及导线对地安全距离的限制,因此线路绝缘的增强也是有限的。而安装耦合地线则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。因此研究不受条件限制的线路有效防雷措施就显得十分重要,本文将安装线路避雷器、降低杆塔接地电阻等方法进行综合分析研究,从它们对防止雷击形式的针对性出发,得出切实可行的方案。
二、雷击线路跳闸原因
高压送电线路遭受雷击的事故主要与四个因素有关:线路绝缘子的50%放电电压;有无架空地线;雷电流强度;杆塔的接地电阻。高压送电线路各种防雷措施都有其针对性,因此,在进行高压送电线路设计时,我们选择防雷方式首先要明确高压送电线路遭雷击跳闸原因。
(一)高压送电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明,雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。对山区的杆塔,计算公式是:式中, a为避雷线对边导线的保护角; h为杆塔高度; P0为线路雷电绕击率。山区高压送电线路的绕击率约为平地高压送电线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距,这是线路耐雷水平的薄弱环节;一些地区雷电活动相对强烈,使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。
(二)高压送电线路反击成因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时,雷电电流流过塔体和接地体,使杆塔电位升高,同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值,即Uj>U50%时,导线与杆塔之间就会发生闪络,这种闪络就是反击闪络。
由以上公式可以看出,降低杆塔接地电阻Rch、提高耦合系数k、减小分流系数β、加强高压送电线路绝缘都可以提高高压送电线路的耐雷水平。在实际实施中,我们着重考虑降低杆塔接地电阻Rch和提高耦合系数k的方法作为提高线路耐雷水平的主要手段。