探究500kV输电线路防雷治理的对策.pdf

与 建 材装 饰2014 年 11 月 探究 500kV 输电线路防雷治理的对策 孙宏彪石荣辉周志斌涂洪波 （江西省电力公司检修分公司江西 南昌330000） 摘要： 500kV 输电线路属于高压输电线路， 其架设杆塔的高度超过了一般的输电线路， 容易受到的雷电威胁， 尤其是 雷击造成线路出现短路或者跳闸的设备故障， 因此加强 500kV 输电线路的防雷治理至关重要， 本文阐述了 500kV 输电线 路雷击干扰也原因， 并分析了雷电治理工作中的影响因素， 最后提出了几点加强 500kV 输电线路防雷治理对策。 关键词： 500kV 输电线路； 防雷治理； 对策 中图分类号： TM726文献标识码： B 文章编号： 1673-0038 （2014） 45-0095-02 随着经济的发展，对于电力系统的供电提出了更高的要求， 因此 500kV 输电线路在配电输电网络中广泛应用，维持着人们 和生产和生活的正常运行，但是 500kV 输电线路架设在较为空 阔的平原上， 或者架设在地势较高的地区， 如果地区的气候条件 较为恶劣，很容易出现雷击现象，对输电线路造成极大达到破 坏， 因此加强输电线路的防雷治理至关重要。 1 500kV 输电线路雷电干扰的原因 500kV 输电线路中的电气设备对于电压具有很强的敏感 性， 一旦其电压超过了其绝缘保护的承受范围， 就会造成破坏 作用， 尤其是在发生雷击或者雷电感应时， 会产生强大的过电 压， 其电压强度远远超过了电力系统的承受范围。通常而言， 对 于输电线路造成破坏的主要有两种形式的雷电电压， 即云闪和 地闪， 其中地闪对于电力系统造成的破坏较大， 会造成其绝缘 部分的击穿， 从而造成输电线路的短路， 这也是输电线路防雷 治理的重点。此外当雷电放电时， 产生的雷电冲击电流往往会 高达几百千安， 产生巨大的电磁效应和热效应， 同时雷电产生 的高压电压会直接破坏电气设备中的损坏， 带来了极大的安全 隐患。 因此加强 500kV 输电线路的防雷治理工作对于避免输电 线路跳闸停电至关重要，这也是输电配电系统的工作重点之 一。 2 500kV 输电线路防雷治理工作的影响因素 500kV 输电线路的是高压输电的范畴，其输电线路较为复 杂， 同时其输电工作的负荷较大， 因此其内部电力设备出现防雷 工作漏洞的概率较大，下面详细阐述 500kV 输电线路防雷治理 工作的影响因素： 2.1 冲击接地电阻的影响 对于 500kV 输电线路而言，其线路的总反击跳闸率和冲击 接地电阻有直接的关系，通常而言冲击接地电阻的增大会相应 的造成跳闸率的增大，研究显示但冲击接地电阻从 5赘 增加到 10赘 时， 其反击跳闸率上升了 243豫， 因此控制冲击接地电阻的 电阻值对于控制跳闸率至关重要，这也是防雷治理工作中的关 键之一。 2.2 雷电流陡度的影响 通过研究显示雷电流陡度和线路防雷水平有直接的关系， 当 雷电流陡度较大时， 就会造成输电线路的反击跳闸率陡升， 当雷 电流的波头峰值较大时， 塔底的负反射波幅较小， 从而造成绝缘 子上的电压激增， 从而发生放电击穿现象， 造成线路出现损害。 同时雷电流波头陡度较大时，塔底的负反射波峰值先于雷电波 峰值到达， 与绝缘子串的电压存在较大的差别， 从而对反击跳闸 率有明显的影响。 2.3 保护角度对于防雷治理的影响 保护角度不同， 防雷治理的效果也差距明显， 当杆塔高度增 大时， 保护角的影响明显增大， 不同保护角度下的绕击跳闸率纵 向距离加大。对于同杆双回路杆塔， 由于塔高增加了很多， 保护 角过小， 暴露弧段显然也增加， 绕击跳闸率必然增大。 2.4 架设杆塔高度的影响 通常而言 500kV 输电线路的杆塔较高，同时随着杆塔高度 的增大， 输电线路受到雷击的概率就会越大， 这是因为输电线路 杆塔的高度越高， 其暴露的面积越大， 雷击次数就会增大， 此外 当雷电击中输电线路的杆塔时，其接地装置引起的负反射波返 回到塔顶所需要的时间相应的增大， 出现了较大的电位差值， 从 而容易造成输电线路的损坏。 2.5 线路地形条件的影响 500kV 线路的覆盖范围较广， 其线路穿过的地形条件较为复 杂， 尤其是在经过山区地区的线路地段， 其发生雷电绕击的概率 明显高于平原地区的输电线路， 根据数据统计显示， 在相同的雷 电天气条件下，山区地区的雷电绕击概率是平原地区的 510 倍，因此加强山区地区输电线路的防雷治理是整个输电线路防 雷工作的重点。此外通过电气几何模型分析显示， 当线路杆塔和 地面的倾角增大时， 发生雷电绕击跳闸率呈现直线上升的趋势， 电力建设 95 与 建 材装 饰2014 年 11 月 尤其是地面倾角大于 15毅绕击率呈倍数增加， 这对线路的防雷保 护很不利。 3 加强 500kV 输电线路防雷治理对策 3.1 降低输电线路杆塔的接地电阻 降低接地电阻能够有效提高 500kV 输电线路的防雷水平， 降低其雷击跳闸概率， 通过调查显示， 输电线路的杆塔接地电阻 和线路耐雷水平如表 1 所示。当输电线路的土壤电阻率较低时， 应当采取措施提高降低其接地电阻，要利用钢筋混凝土杆塔的 自然接地电阻， 同时要加深杆塔的埋设深度， 降低接地电阻。当 输电线路杆塔周围的土壤电阻率较大时，尤其是其地基土层较 薄时， 要在深层土质中加装垂直的接地线， 并提高其布设密度， 同时降低土壤对于杆塔的腐蚀。 3.2 改善雷电频蔽措施 对于 500kV 的输电线路的防雷治理采用改善屏蔽措施可 以取得良好的效果， 在实际的输电线路防雷治理中通常会采用 以下的雷电屏蔽措施： 淤在导线下方架设耦合地线， 降低输电 线路的接地电阻；于在输电线路的杆塔塔顶安装避雷设备， 将 雷电及时地引入到接地设备上， 降低雷电的破坏力， 针对不同 的输电线路安装不同数量的避雷设备； 盂在横担上设置负角保 护针和预放电棒。通过这些雷电屏蔽措施可以有效降低雷电的 破坏力， 同时防雷治理也经济可行， 在某市 500kV 输电线路的 防雷措施中采用了耦合地接， 有效提升了耦合系数， 同时对地 下导线有明显的屏蔽作用，使输电线路的雷击跳闸率降低了 50豫左右。 3.3 强化线路绝缘性和导线排列方式 在 500kV 输电线路中，跨越性较大的杆塔地段遭受雷击的 概率较大， 降低了线路防雷的效果， 因此应当在高杆塔上增加绝 缘子串的片数， 并加大跨越档导和地线之间的距离。此外通过优 化导线的排列方式可以有效提高防雷效果，在 500kV 的输电线 路中采用对称的顺向序排列方式可以实现回路之间的平衡， 但 是其防雷性能不佳， 500kV 线路的工频电压是 450kV，如果雷击 电压和工频电压相叠加， 就会造成电压的瞬间超值， 因此应当将 不同相的导线安置在同一层横担上，有效减少累积对于线路的 破坏。通常而言， 考虑到 500kV 输电线路的特殊性， 要采用逆相 序排列方式， 有效减少了线路跳闸率的发生。 3.4 增加避雷线的数目 避雷线在输电线路的防雷治理中发挥着重要作用， 同时其操 作性较强， 因此在 500kV 的输电线路中广泛应用。在输电线路的 双底线之间增加一条接地线， 可以提高分流并增大耦合作用， 尤 其是对于同杆双回路而谈， 可以降低绝缘子串的过电压水平， 有 助于维持其过电压的平衡， 从而避免了雷击反击闪路的发生， 有 良好的防雷治理作用。 4 总 结 总之， 500kV 输电线路中造成防雷漏洞的因素较多，在雷电 天气条件下， 容易出现雷击跳闸现象， 严重影响了输电线路的安 全性。因此要采用综合性措施来提升输电线路的防雷治理效果， 尤其是对于山区、 高海拔等地理条件特殊的地段， 更要降低其接 地电阻、改善避雷屏蔽措施，强化线路绝缘性和导线排列方式 等， 提高输电线路的安全性。 参考文献 1朱智平援500kV 输电线路防雷措施探讨J援中国高新技术企业， 2010 （15） 援 2周 磊， 高建伟援500kV 输电线路防雷分析及防范措施研究J援科技创新 导报， 2010 （4） 援 3赵红云援500kV 输电线路实际运行中的防雷技术分析J援低碳世界， 2010 （29） 援 4段有重援影响 500kV 输电线路防雷保护的原因分析及对