±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性的探析

楚剛

摘 要：文章主要研究探析了±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性問題，首先詳細介紹了影響±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性的主要因素，主要包括兩個方面的內(nèi)容：極限工作電壓、桿塔呼稱高，之后通過±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性實例分析，對輸電線路異常的主要原因以及相應(yīng)的防雷對策等問題進行了探討，希望能夠為以后相關(guān)方面的研究工作提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：±800kV特高壓;直流輸電線路;雷擊特性

±800kV特高壓直流輸電線路具有多個方面的特點，比如長距離輸電、線路分布廣泛等等，但是由于其線路在外界環(huán)境中長時間的暴露，再加上地貌地形以及氣候變化對線路造成的影響，其中對其侵擾最為頻繁的就是自然環(huán)境中產(chǎn)生的不規(guī)律的雷電活動，這嚴重影響了輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。因此，相關(guān)電力企業(yè)以及技術(shù)人員必須從多個方面深刻、透徹的分析雷擊特性和相關(guān)方面的影響因素，并在此基礎(chǔ)上制定出合理完善的±800kV特高壓直流輸電線路的防雷策略。

一、影響±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性的主要因素

1.1極限工作電壓

±800kV特高壓直流輸電線路具有非常高的中極線工作電壓，因此其正極導(dǎo)線部位很容易被自然環(huán)境中產(chǎn)生的負極性雷擊所擊中，而負導(dǎo)線則相對不容易被雷電擊中。在不對工作電壓進行計算的情況下，將正負工作電壓施加到特高壓直流輸電線路中，能夠使負極線有效的屏蔽自然環(huán)境中的雷擊，但是正極線仍然不具備較好的屏蔽效果。

1.2桿塔呼稱高

現(xiàn)階段，不斷增加±800kV特高壓直流輸電線路桿塔呼稱高，大幅提高了線路的受雷幾率，這樣會進一步擴大暴露的弧面積，增強導(dǎo)線的引雷能力。而這些因素同時產(chǎn)生影響，則會使輸電線路的繞擊閃絡(luò)率大幅提高，并不斷降低繞擊雷的耐雷性。因此，為了使線路的繞擊耐雷水平進一步提高，應(yīng)該采取合理有效的手段使塔桿呼稱高的高度適當降低[1]。

二、±800kV特高壓直流輸電線路雷擊特性實例分析

2.1案例概述

2019年某地在啟動±800kV特高壓直流輸電線路的故障定位裝置時，有故障錄波啟動問題發(fā)生，之后相關(guān)工作人員通過測距等操作發(fā)現(xiàn)，第一套和第二套測距結(jié)果分別為無自動測距結(jié)果和極Ⅱ。當時出現(xiàn)了比較惡劣的雷雨天氣和大風(fēng)天氣，并且雷電的方向多是小號側(cè)向雷電，在這種情況下相關(guān)工作人員并沒有立即進行帶電登檢。第二天，天氣狀況轉(zhuǎn)好之后，工作人員開始進行登塔檢查，之后發(fā)現(xiàn)桿塔塔身以及導(dǎo)線的地線、合成絕緣子表面等均未有明顯的電擊痕跡。之后使用雷電定位系統(tǒng)對異常時間段里的線路進行查詢發(fā)現(xiàn)，有負極性落雷出現(xiàn)在線路的某兩段中，落雷的地點與主線路外側(cè)的距離為4500米，并且落雷的電流為12.5kA。因此，基本上可以確定此前曾有落雷擊中過這兩端線路，而之所以沒有較為明顯的雷擊痕跡出現(xiàn)在導(dǎo)線、絕緣子等位置，主要是因為雷電的電流比較小。

2.2輸電線路異常的主要原因

根據(jù)以上現(xiàn)象和相關(guān)的分析判斷發(fā)現(xiàn)，在山頭桿塔的位置出現(xiàn)了線路異常，該桿塔是局部控制高點對整個輸電線路的正常運行有著很大的影響，再加上該桿塔所處的位置剛好跨越山谷，因此經(jīng)常有雷電源產(chǎn)生，并且在山坡的下坡側(cè)存在極Ⅱ點，不過出現(xiàn)異常的桿塔仍然具備良好的通道狀況，同時并沒有跳閘故障發(fā)生，因此基本上可以排除異常情況是由樹障引發(fā)的。之后相關(guān)工作人員檢查了絕緣子，發(fā)現(xiàn)沒有任何污穢物粘附在絕緣子的表面，并且也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的沿面鳥害或者閃絡(luò)痕跡，因此鳥害和污穢因素基本上也可以排除。另外，檢查采用絕緣子V串結(jié)構(gòu)形式的桿塔，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的電擊痕跡出現(xiàn)在桿塔材位置。因此，基本上可以確定雷擊并非由風(fēng)偏異常引發(fā)的。最后，相關(guān)工作人員又分析了關(guān)鍵要素的吻合度，通過對線路的換流站進行相應(yīng)的測量分析，發(fā)現(xiàn)其測距吻合度為50.0千米，這非常接近換流站故障定位儀測距吻合度。之后對其雷電定位吻合度進行分析可以發(fā)現(xiàn)，也有一個-12.5kA的負極性落雷出現(xiàn)在異常時間段內(nèi)，而這個時間恰好吻合異常時間。通過以上幾個方面的分析，基本上可以確定是雷電繞擊引發(fā)了輸電線路的異常[2]。

2.3防雷對策

為了使該地區(qū)雷電繞擊造成的±800kV特高壓直流輸電線路異常問題得到有效的解決，工作人員可以從以下三個方面入手：（1）使用雷電定位系統(tǒng)對雷電活動的數(shù)據(jù)信息進行收集和分析，之后還要對比輸電線路先例疑似故障區(qū)的桿塔，之后在此基礎(chǔ)上將直流線路在該區(qū)域內(nèi)的多雷區(qū)劃分出來，并根據(jù)多雷區(qū)的實際情況將合理有效的防雷措施制定出來，與此同時還要采取合理的方法使輸電線路的充壓耐壓水平得到有效的提高，這樣在工頻線流過程中就不會因為放電距的增大而導(dǎo)致雷電感應(yīng)出現(xiàn)異常。（2）在增加輸電線路絕緣的過程中，為了使過電壓現(xiàn)象能夠合理的降低，還要采取措施使受繞擊概率降低，從而使線路的跳閘率降低。另外，還可以將更多的絕緣子串安裝到高桿塔上，并將地線與越檔導(dǎo)線間的距離進一步增大，同時還要將差絕緣方式合理的設(shè)置起來。如果雷電擊穿了雷擊桿上的導(dǎo)線，那么經(jīng)過桿塔的雷電會直接進入地下，這樣能夠使兩相閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生得到有效的避免，也可以將絕緣子安裝到兩相之間，使其保護作用進一步增強。（3）可以使用接地降阻劑有效的處理和降低單位內(nèi)的接地電阻，接地降阻劑通常情況下為偏堿性，因此在使用的過程中一定要注意做好初期的防腐蝕處理工作。

結(jié)束語

總而言之，通過本文的實例分析可知繞擊雷電問題對±800kV特高壓直流輸電線路的正常運行有著很大的影響，與此同時有很多內(nèi)外部的影響因素都涉及到這一問題，比如風(fēng)速的變化、桿塔呼稱高等等，因此工作人員在開展相關(guān)方面的工作時一定要對現(xiàn)場的實際情況進行充分的考慮，并在此基礎(chǔ)上將防雷措施合理有效的制定出來，從而使輸電線路的穩(wěn)定運行得到充分的保障。

參考文獻

[1] 吳廣寧， 邵夢春， 彭松， et al. 風(fēng)速對特高壓直流輸電線路離子流場分布的影響[J]. 高電壓技術(shù)， 2016， 42（9）：557-566.

[2] 江涵， 李銳， 陳緒江， et al. 基于ETSDAC的±800kV特高壓直流輸電系統(tǒng)仿真建模研究[J]. 智能電網(wǎng)， 2016， 4（7）：661-668.