110kV输电线路综合防雷技术措施探讨.docx

110 kV输电线路综合防雷技术措施探讨 摘 要：110 kV输电线路在区域性电力资源分配和输送中得到了广泛应用，在综合性防雷技术保护之下，110 kV输电线路通常具有一定的防雷特性，然而，因为输电线路所经之处地势条件较为复杂，且地面倾斜角度较大，因而雷击事故发生率较高，并会导致闪络放电、击穿电线等问题。文章对110 kV输电线路综合防雷技术措施进行了分析。 下载 关键词：110 kV；输电线路；防雷技术 中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0101-01 在110 kV输电线路运行使用过程中，雷电是其可靠性和安全性的最关键影响因素。110 kV输电线路防雷技术是一种复杂性、系统性的工程，其具体设计与施工应与实际的地质气象、地形地貌等因素相互结合，在此基础上充分借鉴其他相同地质条件施工工程的成功经验，对输电线路的走向和防雷技术进行综合选择。所以，根据110 kV输电线路设计、施工、运行和维护过程中潜在的雷击风险进行分析预测，对避雷设施进行选择，通过减小线路保护角、降低杆塔接地电阻、提高输电线路绝缘程度以及架设避雷线等措施，综合改善110 kV输电线路的防雷能力。 1 110 kV输电线路应用综合防雷措施的必要性 随着近年来全球范围内气象条件的逐步恶化，各种雷电活动发生率也在逐年提高，且总体雷电强度呈现出日渐增强的趋势。雷电活动会对整个110 kV输电线路的日常使用产生较为严重的不良影响，进而诱发导地线断开、绝缘子闪络等安全事故。另一方面，交通条件差、丘陵等地区的雷击事故通常发生率较高，而这些部位的线路巡视和检查难度又相对较大，进而导致线路安全问题得不到及时有效的处理，使其风险性进一步加大，甚至会诱发严重的生命财产安全隐患。同时，110 kV输电线路通常为架空输电线路的设计方式，其线路分布特征、架设原理和设计方法都会直接受到地理环境因素的影响，这就会进一步加大输电线路防雷系统设计的难度，且其雷击事故的发生率也明显高于电力系统的其他位置。 2 常见110 kV输电线路综合防雷措施分析 第一，线路避雷器的设置。受到土壤电阻率、雷电活动频繁程度以及地形等外界因素的影响，110 kV输电线路杆塔特别是孤立山头位置的输电线路杆塔架设过程中，雷击事故发生率更高。对于上述部位的110 kV输电线路通常选择线路避雷器设置的方式实现综合防雷目标。在雷击电流通过避雷线和导线时，由于导线之间存在电磁感应作用，其能够以耦合分量形式存在于避雷线和导线上，这种情况下，避雷器的电流分量会明显高于避雷线中分流出来的雷电流。受到分流耦合作用的影响，导线的电位也会大大提高，导线和杆塔顶之间的电位差会逐渐降低，并小于绝缘子串中的闪络电压，导致绝缘子无法产生闪络现象。因此，线路避雷器的防雷作用十分显著。 第二，耦合地线和架设保护装置。耦合地线与架设保护装置能够共同构成一个全方位的高频保护通道，从而将雷击电流完全导入地下。高频电缆、滤波器、耦合电容器和线路阻波均为高频保护通道的主要构成部分。其中，线路阻波器主要由调谐元件、主线圈和保护元件等几部分并联而成。调谐元件是线路阻波器的回路调谐设施，有助于提高电压和电流的稳定性，主线圈在电力线路中以串联方式连接，利用工频电流作为核心的电感设备，保护元件一般指的是避雷器，一旦线路发生雷击事故，则阻波器能够避免过电压对设备和线路造成的损坏。耦合电容器通常位于工频高压交流电线路和高压交流输电线路中，具有保护、控制、载波等多种作用，其基本原理在于其作为一个电容器将电力线与滤波器串联起来，从而传递电力网络信号。滤波器主要由调谐元件、接地闸刀、避雷器和排流线圈等几个部分构成，再将其接入电力线载波机和收发信机等高频电缆系统中，并与耦合电容器相互协调，以匹配高频电缆和电力线路中的阻抗。一旦110 kV输电线路高频保护通道出现运行障碍且发生雷击事故，则可利用这一途径判断和分析故障诱发原因。若载波机发出收信警告或是导频警告，则应立即全面检查载波机，排除其自身故障，后检查高频保护通道。然而，在全面检查高频保护通道之前，需要全面调查110 kV输电线路近期有无雷雨割接和改道处理等因素影响，从而最大限度缩小故障排查范围，最后通过选频表测量高频通道各点的电平，从而准确划定故障的影响范围和基本性质，缩小故障排查范围。还可由中间高频保护通道部位起，全面检查通道中载波机的全部导频电平情况，后检查线路阻波器、耦合电容、滤波器以及电缆等设备。 3 110 kV输电线路综合防雷措施的应用 第一，通过不平衡绝缘手段实施防雷处理。在高压输电线路，特别是超高压输电线路中，同杆架设的双回路线路现象会逐步加强。在进行这种110 kV输电线路防雷处理时，常规综合防雷技术达不到应有的效果，因此，可通过不平衡绝缘措施实现双回路雷击事故发生率的逐步降低，为110 kV输电线路的连续运行提供可靠保证。通过不平衡绝缘措施将绝缘子片串接入110 kV输电线路中，并实施差异化布局，保证绝缘子片数量较少的位置首先出现闪络现象，此时，闪络后导线会转化为地线，保证该导线能够与其他导线相互耦合，进而保证输电线路的持续运行，增强110 kV输电线路的防雷能力。 第二，将引雷塔设置在线路集中部位。对于雷击事故发生率较高的位置，或是输电线路较为密集的位置，应建立和应用引雷塔，将此作为综合防雷措施的核心构件。引雷塔是一种以“引雷消雷”原理为基础的综合防雷技术，能够利用塔顶的放电避雷针，将强雷电作用所产生的电流向下释放，也就是在产生强雷电影响前利用消雷装置将雷击电流释放到大地，以保护110 kV输电线路的安全，使其能够持续运行。 第三，安装防绕击可控型避雷针和水平横针。防绕击水平横针指的是一种以“迎面先导”原理为基础设计应用的防雷设施，其横担短针地线长度较小，因而无法吸引和释放雷击部位以外的电流。一方面要降低保护角，另一方面由于临界电离场的针尖强度较小，因而横针可以最快速度产生迎面先导，以迎接下行先导，在杆塔顶直接分散雷击电流，避免直击相导线遭受雷击事故影响。 参考文献： 代金.66 kV输电线路综合防雷技术研究J.科技传播，2011，（2）. 林志干.110 kV输电线路防雷技术研究J.科技向导，2013，（6）. 周朝坚.基于110 kV输电线路在防雷中的研究J.城市建设理论研究（电子版），2011，（34）. 周立云.110 kV架空线路综合防雷技术措施