线路运行与维护报告.ppt

1、降低输电线路雷击跳闸率的研究综述,2011年10月,一、问题的提出,国外：国际大电网会议公布的美国、前苏联等12个国家的电压为275 500 kV，总长32700 km输电线路,连续3 年的运行资料中,雷害事故占总事故的60% 国内：从国内来看，在2005 年4月至5月期间，我国吉林通化、白山地区就发生了多起220 kV 线路雷击跳闸事故；国电网公司跨区电网输电线路2003年至2005年雷击故障分别占总故障跳闸的45%、34%、17% ( 2005 年冰灾占较大比重)；国家电网公司输电系统110500 kV 线路雷击闪络跳闸占线路总跳闸的35.12%；2010年67月，国内某供电局运行资料表明

2、，该局110kV以上输电线路（1483km）雷击跳闸16次，占全部跳闸事故75%以上。,由以上的统计数据我们可以得出以下结论：在电力系统中，由雷击引起输电线路跳闸事故占很大的比例，雷击跳闸故障是影响输电线路特别是超高压线路安全可靠运行的主要形式。因此研究怎样有效地降低输电线路雷击跳闸率是非常必要的。,二、理论分析,雷击跳闸发生机理： 根据雷电过电压形成的物理机理，雷电过电压可以分为两种：直击雷过电压，即雷电直接击中杆塔、避雷线或者导线所引起的线路过电压；感应雷过电压，即雷电击中线路附近的大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压。实际运行经验表明，直击雷过电压对电力系统危害最大，感应雷过电压只对3

3、5kV及以下线路产生威胁。,雷击跳闸率的影响因素： 1、现场调查数据 案例一、 吉林省电力有限公司电力科学研究院在2005 年4月至5月期间,对吉林省通化、白山地区就发生了多起220 kV 线路雷击跳闸事故进行了调查统计事故统计见下表1。（其中保护角为20,杆塔侧均压环放电烧蚀）,案例二、 美国爱迪生电气学会利用循迹器对5条220435kV高电压线路进行了实测，得出5条线路的雷击跳闸率（统计16930千米年）如下表2所示：,2、分析结果 由以上案例数据可以得出以下结论： 高压送电线路遭受雷击的事故主要与很多 因素有关，但主要受以下几个因素的影响： 杆塔所处位置； 避雷线保护角； 接地电阻； 杆

4、塔外绝缘水平。,三、实验研究,实验装置: 1、以220kv的Z1 型杆塔的单回输电线路为例, 并按117 的比例建立模型 2、试验在高电压实验室高压大厅完成, 幅值高达2 400 kV 冲击电压的发生器。 3、上电极用长70 cm, 直径为10 mm的钢棒, 其头部已改为顶角为30的圆锥体。 4、本次试验中电压选取标准雷电冲击电压波( 1. 2/ 50 s) , 其幅值为每次试验的空间间隙的90%100% 的击穿电压 ，5、试验对象分别为按照几何尺寸缩小的两档距或单档距的输电线路模型。,实验装置图：,实验内容： 在试验条件下, 用铁板模拟倾斜山坡地形研究斜山坡角度对输电线路雷击概率的影响；在同

5、样试验条件下, 用水槽模拟倾水塘边地形研究水塘边对输电线路雷击概率的影响, 比较结果以研究杆塔所处位置对雷击跳闸率的影响。, 同样针对Z1 型杆塔的单回输电线路, 基于117的比例模拟试验, 对同一输电线路采用不同保护角的情况下的雷击概率进行研究, 主要针对电力系统中几个有代表性的保护角进行试验, 包括+ 17、+ 10、5、0,这一工作中主要研究验证雷击概率与避雷线保护角的关系。, 同样针对Z1 型杆塔的单回输电线路, 基117 的比例模拟试验,改变输电导线的不同接地方式 与加压方式, 研究接地电阻对输电导线雷击率 的影响。,同样针对Z1 型杆塔的单回输电线路, 基于117 的比例模拟试验,

6、改变绝缘子串高压端屏蔽环外形 尺寸, 研究杆塔外绝缘水平对输电导线雷击概率 的影响。,实验结果及分析： 实验表明: 由于斜山坡外侧的敞开, 导致地面的屏蔽性能较之平原地区及水塘边有所下降, 影响到空间电场的分布, 随着山坡角度的增大, 其绕击空间增大, 空间某落雷点处的雷击概率也随之加大;水塘边的绕击概率较平原地区的略有增加,分析原因为, 由于增加了水槽, 导致下行先导向下发展的概率略有增加, 从而导致雷击导线概率略有增加。,实验表明：随着保护角的减小, 空间某具体的落 雷点的绕击概率变小, 且相应的发生绕击的空间 也缩小，0保护角较之其他正的或+ 5保护角 而言有着极大的优越性, 因此建议在

7、输电线路防 雷击措施中推广较小保护角( 或负保护角) 。,大量的实验数据表明：随着输电线路接地电阻值的增大而输电线路的耐雷水平明显降低，与理论计算相符。由此可见要提高线路的耐雷水平，降低线路杆塔接地电阻是关键因素之一。,实验结果表明：绝缘子串高压端屏蔽环外形尺寸 过大反而会引发雷击事故。这是因为过大的外型 尺寸直接短接掉了2片绝缘子有效绝缘距离，可见 尺 寸过大的屏蔽环发挥了引弧环的作用。,四、降低雷击跳闸率的措施,加强高压送电线路的绝缘水平： 高压输电线路的绝缘水平与耐雷水平成正比，加强零值绝缘子的检测，保证高压送电线路有足够的绝缘强度来提高线路耐雷水平。在设计高压线路时充分比较各种绝缘子的

8、性能 ，采用性能比较好的绝缘子，另外还要注意绝缘子和金具的配套使用。,降低杆塔接地电阻 高压送电线路的接地电阻与耐雷水平成反比，根据各基杆塔的土壤电阻率的情况，尽可能地降低杆塔的接地电阻，这是提高高压送电线路耐雷水平的基础，是最经济、最有效的手段。对于土壤电阻率较高的疑难地区的线路，则应跳出原有设计参数的框框，特别是要强化降阻手段的应用，如增加埋设深度，延长接地极的使用，就近增加垂直接地极的运用等。,减小避雷线保护角 将2根避雷线各向外侧移动一段距离，全部或部分抵消地 面倾角的影响，以减小对两边相的保护角，但是，必须要 经过计算证明中相导线仍在保护范围内。,适当运用高压送电线路避雷器 由于安装避雷器使得杆塔和导线电位差超过避雷器的动作电压时，避雷器就加入分流，保证绝缘子不发生闪络。根据实际运行经验，在雷击跳闸较频繁的高压送电线路上选择性安装避雷器可达到很好的避雷效果。,增加绝缘