500 kV高壓輸電線路的雷擊故障分析及其防治

梁鋒

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人類各項(xiàng)生活活動(dòng)對(duì)于電力能源的需求也在不斷的擴(kuò)充。供電企業(yè)不斷的為了提升電能的輸送水平，使得高壓和特高壓輸電線路劇增。對(duì)于輸電線路而言，雷擊是造成輸電線路出現(xiàn)故障的一個(gè)主要原因，頻繁的雷害情況容易導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)安全隱患，嚴(yán)重的時(shí)候甚至可能造成無(wú)法挽回的危害。該研究主要就500 kV高壓輸電線路的雷擊故障進(jìn)行分析，并探究有效的防治措施，希望所得結(jié)果可以為相關(guān)領(lǐng)域提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：500 kV 高壓輸電線路 雷擊故障 防治措施

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（c）-0041-02

高壓和特高壓輸電線路為架空輸電路線路，這是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，為保證電力能源源不斷的輸送到各個(gè)用戶手中提高了必要的保障。但是輸電線路不可避免的暴露在自然界中，這樣便容易因?yàn)橥饨绲挠绊懞透蓴_，造成一定的損害。特別是對(duì)于500 kV高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，因?yàn)槔讚舻茸匀灰蛩囟斐傻墓收峡梢疠^大的危害，所以需要有效的分析雷擊故障的相關(guān)因素，同時(shí)提出有效的防治措施，以便于促進(jìn)供電線路的平穩(wěn)發(fā)展。

1 500 kV高壓輸電線路雷擊故障分析

1.1 因自然因素所導(dǎo)致的雷擊故障

相對(duì)來(lái)說(shuō)，雷電活動(dòng)的區(qū)域性特點(diǎn)比較強(qiáng)，同時(shí)也具有較強(qiáng)的氣候特征，特別是對(duì)于一些敏感區(qū)域更需要重視這一情況的發(fā)生。最近這幾年，我國(guó)因?yàn)闅夂驐l件的改變等異常自然原因造成了雷電活動(dòng)不斷的增加，有數(shù)據(jù)顯示，最近這些年我國(guó)的自然災(zāi)害正在呈不斷提升的趨勢(shì)。特別是從2002年開(kāi)始，到2013年這段時(shí)間，其增長(zhǎng)十分明顯[1]，各種自然災(zāi)害的發(fā)生導(dǎo)致氣候異常，陰雨天氣隨之出現(xiàn)，雷電事故便具有較高的發(fā)生率。對(duì)于一些多發(fā)降雨地帶，比如一些山區(qū)和峽谷等典型的地形區(qū)域，其氣候氣流的活動(dòng)不斷區(qū)域劇烈，這也使得落雷相對(duì)之前，其概率不斷增大[2]。

1.2 避雷線保護(hù)角設(shè)置不合理

一般情況下，為了有效保證高壓輸電線路不被雷電連累，需要在線路中設(shè)置防雷設(shè)備，而架設(shè)避雷線則對(duì)于特高壓輸電線路規(guī)避雷電來(lái)說(shuō)具有重要的意義。但是在此期間涉及到一個(gè)問(wèn)題，那就是避雷線的保護(hù)角度大小，這和避雷效果之間存在著必然的聯(lián)系。保護(hù)設(shè)施的跳閘裝置的跳閘率與避雷線的保護(hù)角之間存在著一定關(guān)系，其隨著避雷線的保護(hù)角的增加而增加。而繞擊率則隨著保護(hù)角的縮小而不斷降低。因此，當(dāng)避雷線的保護(hù)角降低到一定程度的時(shí)候，那么就有可能發(fā)揮出屏蔽的效果，這樣可以促使導(dǎo)線不被繞擊。所以由此也能夠得出，對(duì)于高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，合理的設(shè)置避雷線的保護(hù)角，可以有效的規(guī)避雷擊。

1.3 線路的絕緣水平降低

當(dāng)前有相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在早期投入使用當(dāng)中的線路，開(kāi)始的時(shí)候其防雷效果十分顯著，但是隨著時(shí)間的發(fā)展，因?yàn)楦鞣N原因的影響，導(dǎo)致其線路運(yùn)行若干年之后，當(dāng)初的設(shè)計(jì)方案開(kāi)始無(wú)法和當(dāng)前的雷擊與雷電情況相匹敵。同時(shí)因?yàn)檩旊娋€路長(zhǎng)時(shí)間的暴露在空氣環(huán)境下，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬、雨淋和沙塵等多種惡劣的氣候條件的影響，導(dǎo)致線路的絕緣能力日益降低，這樣再加之相關(guān)的維護(hù)人員沒(méi)有對(duì)線路做好及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)，進(jìn)而在接地流通能力不斷降低的情況下，其跳閘率就會(huì)明顯的增高。

1.4 塔桿接地電阻的影響

塔桿接地電阻的電阻值對(duì)雷電傳導(dǎo)到地面的能力大小具有重要的決定性作用，一般情況下電阻的阻值越低，那么其傳導(dǎo)的能力也就越差。但是如果其阻值太大，則在雷擊發(fā)生之時(shí)，因?yàn)榇罅康碾姾刹荒芸焖俚倪M(jìn)行釋放，那么可能導(dǎo)致塔頭的電位迅速增高。嚴(yán)重的時(shí)候就可能造成絕緣擊穿的情況發(fā)生，這也在一定程度上有效的提升了斷路器發(fā)生跳閘的幾率。通常而言，經(jīng)過(guò)不同的方法和措施進(jìn)行降阻處理之后，接地體的阻值在短時(shí)間內(nèi)也很難達(dá)到有效的標(biāo)準(zhǔn)，因此難符合相關(guān)指標(biāo)的需要。但是在降阻劑不斷的流失的情況下，再加之相關(guān)腐蝕性原因的引導(dǎo)和干預(yù)，導(dǎo)致接地電阻的阻值也在不斷增高。繼而，假使不能對(duì)接地線路接地體和引下線等進(jìn)行定期檢測(cè)，再加上對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候所形成的誤差，那么就很有可能導(dǎo)致線路接地線電阻不能達(dá)到預(yù)防雷擊的效果，這樣一旦遭遇雷擊，跳閘情況便會(huì)出現(xiàn)。塔桿接地電阻與耐雷水平的關(guān)系如表1所示。

2 500 kV高壓輸電線路雷擊故障的防治措施

2.1 在線路中增設(shè)避雷針

經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明可以得出，在實(shí)際當(dāng)中架設(shè)可控放電避雷針或防繞擊避雷針能夠有效的規(guī)避雷電對(duì)輸電線路造成的影響和打擊。該裝置能夠提升特高壓輸電線路的防雷擊能力，對(duì)于提升線路當(dāng)中的雷擊跳閘率具有重要的意義。安裝避雷針對(duì)于增強(qiáng)底線以及塔頭附近導(dǎo)線的耦合系數(shù)來(lái)說(shuō)具有重要的意義，而且其對(duì)于絕緣子串上的電壓還具有降低效果，從整體上上來(lái)分析，可有效的提升其耐雷擊的水平[3]。從防繞擊避雷針角度來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)一方面可以最大限度上滿足防雷擊的電氣特征需要，另一方面也能夠在安裝架空線路的時(shí)候，對(duì)其所需要涉及到的各項(xiàng)機(jī)械性能加以考慮。所謂對(duì)防雷擊電氣特征的滿足就是降低線路的繞擊率。對(duì)于架空線路而言，需要安裝有效的機(jī)洗性能，比如線路需要具備足夠的流通能力、握力、抗不均勻伏兵扭轉(zhuǎn)能力、抗振動(dòng)疲勞能力等，而其頻率的特征和線夾出口的振動(dòng)角也應(yīng)該和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)相符合[4]。繞擊跳閘率如表2所示。

2.2 降低避雷線的保護(hù)角

對(duì)于已經(jīng)投入使用的特高壓輸電線路，需要為其裝設(shè)防繞擊避雷針。確保其金屬側(cè)的指針朝向從避雷線的掛點(diǎn)朝著外向延伸，并以此來(lái)減少塔頭附近的保護(hù)角，可以有效的增大避雷線的保護(hù)范圍。同時(shí)根據(jù)塔形的具體情況和特點(diǎn)，確保安裝防雷側(cè)針以后，其保護(hù)角的設(shè)定全部較小，同時(shí)部分塔形的角度可以為負(fù)角。當(dāng)雷擊發(fā)生的時(shí)候，避雷針的接閃作用將會(huì)十分明顯，可以有效的將較大的雷電電流引導(dǎo)于避雷針，這樣能夠有效降低繞擊的發(fā)生率。

2.3 提升線路的絕緣水平

從上面的因素當(dāng)中可以得出，因?yàn)榫€路的絕緣水平降低，可導(dǎo)致雷電發(fā)生跳閘的頻率增高。因此需要對(duì)絕緣配置進(jìn)行充分調(diào)整，采取有效的措施提升特高壓輸電線路的絕緣能力。特別是相關(guān)的線路維護(hù)單位或線路維護(hù)人員，需要定期對(duì)線路進(jìn)行檢查，對(duì)于老化的、破損的線路，應(yīng)該予以及時(shí)的更換。同時(shí)還需要制定有效的線路更換計(jì)劃，對(duì)于較大范圍的供電線路進(jìn)行定期的線路更換，以此來(lái)確保線路的絕緣水平，進(jìn)而有效的規(guī)避電路的雷擊發(fā)生率。

2.4 降低桿塔接地的電阻阻值

該研究經(jīng)過(guò)分析和總結(jié)，得出因?yàn)闂U塔的接地電阻阻值過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致輸電線路遭遇雷擊的危險(xiǎn)。同時(shí)桿塔因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間暴露在自然環(huán)境之下，故而導(dǎo)致其十分容易遭遇腐蝕情況發(fā)生，再加上檢測(cè)過(guò)程中不合格或不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致雷擊的事故率增長(zhǎng)。所以需要采取科學(xué)有效的方法來(lái)進(jìn)行降阻，將桿塔的接地電阻值降低，能夠保證特高壓輸電線路的耐雷擊水平，因而也在一定程度上降低了因?yàn)槔讚羰鹿仕鶎?dǎo)致的跳閘發(fā)生率。

3 結(jié)語(yǔ)

該研究中，主要簡(jiǎn)要的分了500 kV高壓輸電電力的雷擊故障原因，同時(shí)針對(duì)雷擊故障原因并根據(jù)自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了相對(duì)應(yīng)的幾點(diǎn)應(yīng)對(duì)措施。認(rèn)為輸電線路雷擊跳閘在很大程度上影響著電網(wǎng)的安全有效運(yùn)行，因此需要在實(shí)際工作中予以重視。

參考文獻(xiàn)

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