500kV架空输电线路防雷电设计技术的探讨

1、    500kv架空输电线路防雷电设计技术的探讨    夏立伟王晓冬黄琪摘 要：为了解决我国500kv架空输电线路的安全供电与用电问题，例如雷电等自然现象对安全用电的影响，文章分析了超高压输电网络在雷电时产生跳闸的原因，并在进行输电网络安全维护时，提出了一些更合理和科学的避雷措施，以提高高压输电安全问题。关键词：高压输电防雷设施；安全用电；技术doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.20.180伴随着经济社会的高速发展，世界对于高空的用电安全问题越来越重视，尤其是架空输电的安全问题。今年来，电网的发展越来越迅速，雷电引起的安全问题

2、也越来越突出，根据国家的不完全统计显示，我国的高频跳闸区域中，以雷击引起的电闸跳闸次数最多，约占总高压线路跳闸事故总数的50%70%。特别是在雷阵雨频发的地区，雷电所引发的安全事故次数更为频繁，已经带来了莫大的损失。现阶段，某些地区环境问题不断恶化，导致天气异常，由此引发的输电掉闸问题也不断加重，这不仅影响设备的正常运行，还对当地的居民的日常生活有着巨大的影响。1 雷击现象的成因及分析雷击现象可以分为直击、反击和绕击。（1）直击即雷电直接撞击到铁塔尖部，雷电的反击现象指的是由于接地电阻过高使得塔顶的电位过高。直击和反击的现象类似，其塔顶的绝缘效果在规定中有着统一的规定。而绕击的现象和直击反击有

3、着较大的差异。绕击是造成高压送点跳闸的重要因素。解决绕击问题是今后解决防雷的工作重心。雷电的直击和反击造成的跳闸电流一般比较大，在通常采用的500kv的输电线路中，其耐雷水平一般是150ka。一般来说，雷电反击有如下特点：线路中多出现的多相故障一般是直击造成的；水平排列的中相故障多是反击造成的；导地线之间的放电现象多是由雷电直、反击造成的；仅单次的跳闸就造成多级铁塔闪络，就有可能经历了直击和反击。（2）雷电绕击产生的电流较小。绕击是雷电绕经导线引起绝缘闪络的现象。一般来说，500kv的输电网络中的绕击耐雷水准是23ka，各种数据都显示出在山区中普遍存在着绕击现象。然而绕击也有着明显的特征：绕击

4、通常只造成单相故障；可能造成非线夹部位烧融；水平排列的中相不可能跳闸而其边相则有可能绕击；导线保护角与塔高影响着雷电绕击的可能性，且电流幅值越大，绕击可能就会相应的减小。（3）接地电阻的减小和加装耦合地线对降低雷电反击有着积极影响；而安装避雷针、减小避雷线保护角和加装避雷装置可以降低绕击故障。差绝缘配置会对多回路电路有一定的积极效果。当然，并不排除雷电直接击中输送线中央，但是根据电气原理，只要满足地线和导线的距离符合s=0.012l+1这种情况几乎不可能发生。这种情况在铁塔设计时就已经考虑过了。（4）有关直接雷过电压的认识。当雷电击中避雷线或者铁塔顶部时，由于雷击点的阻抗的存在，所以雷击点的地

5、点为大为提升。如果该点的电位和导线的电位差一旦超过绝缘层容许的临界值，就将发生闪络现象。这种现象就是所谓的反击现象。雷电如果直接击中导线就会发展生绕击。雷过电压的主要收到以下参数的影响：u50%、接地电阻、导线保护角、铁塔的高度、山体的斜度和地线的位置。针对以上的参数我们进行以下简单的分析。上述的6个参数中，可控性相对较高的是u50%。导线保护角和接地电阻3个因素，这些因素可以进行改善；相对比而言，山体斜度、铁塔高度的控制的可实现性就相对来说低一些。2 针对5000kv的超高压架空输电线路的防雷电技术的分析2.1 降低铁塔的接地电阻由于多种原因将会造成杆塔的接地电阻的增加，下面将做较为详尽的说

6、明。（1）由于有些地区的土壤呈现酸性特性，有些地区的风化现象较为严重，这些地方都容易使得铁塔根部发生电化学现象和吸氧腐蚀。因为这种化学反应的产生多发生在铁塔的接地的根部，因此可能会使得铁塔的根部断裂，以至于出现“失地”的现象造成接地电阻的上升。有些地区由于土壤深度原因，使得铁塔的埋土深度不够，甚至在埋土时，用沙子等导电性不好的物质回填，更容易发生吸氧腐蚀，从而失去接地。（2）山坡地带多易发生水土流失，这样同样会使铁塔的接地效果不良。（3）在进行杆塔的接地处理时，可能使用的化学降阻剂随着时间的推移，逐渐流失或者失去作用，导致接地电阻骤然上升。（4）外力破坏也会使得杆塔的接地效果衰退。2.2 调整

7、架空地线保护角减小导线的保护角对减小绕击率有着明显的效果。正常情况下，500kv的保护角在15°甚至之下。一般来讲，需要在雷雨频发区域进行保护角间隙调整。2.3 安装架空地线避雷针加装避雷装置可以有效的增强屏蔽作用，可以降低繞击的概率，将绕击转变为反击然后进行控制调整，极大地降低雷击跳闸率。实验和事实也证明这种措施是有效的。2.4 安装线路可控放电避雷针线路可控放电避雷针可以在雷击电压超载时，给雷击电流一个阻值较低的通道，使得雷击电流顺利流向大地而对架空输电线路的影响降到最低。加入了这种装置后，雷击电流将有一部分流入相邻杆塔，另一些流入大地。当雷击电流过大时，将会产生一小部分分流，这些电流经导线达到相邻杆塔。由于电磁感应现象，会在导线和避雷线间出现耦合分量，这种分量使得导线的电位升高，将降低导线和塔顶的电势差，从而绝缘子不发生闪络。3 总结经过因为点击导致线路故障的跳闸分析，提出了多种解决方案和预防措施，提高了高架输电的安全性和可靠性，并且保护户了高压输电网络，为今后的线路防雷工作提供了宝