高压输电线路防雷（精选12篇）
高压输电线路防雷 第1篇
关键词：高压输电线路,防雷保护,绝缘配置
高压输电线路是电力系统中的关键部分, 作为系统核心, 其安全运行的重要价值不容忽视。据报道, 高压输电线路的跳闸事故中, 雷击原因导致的事故占40-70%, 对电网长期稳定供电具有恶劣影响, 一方面导致线路检修作业工作量增加, 另一方面对当地居民生活、工业生产造成困扰, 同时雷电波容易侵入到变电站、发电厂位置处, 进而引起发电元件受损, 导致更大的停电事故。为此, 进行高压线路的防雷保护具有至关重要的影响作用, 是电力系统安全运行的前提。
1高压输电线路雷击原因分析
为了进行充分的防雷保护作业, 降低事故损失状况, 需要对高压输电线路的雷击原因进行合理分析, 进行有针对性的措施处理, 方可保证防雷保护的正确进行。
首先, 避雷线保护角影响。国家对避雷线保护角具有相应的规定要求, 一般高压输电线路的安装施工中, 受施工人员、设计方案、重视程度等影响, 对保护角考虑相关较少, 导致角度过大引起的雷击现象频繁。其次, 接地装置的影响。接地装置的作用在于过于强大的雷电流顺利进入地面, 避免线路、设施的损坏。国内接地装置普遍采用碳钢, 但是受到碳钢易受外界腐蚀, 导致接地电阻增加, 尤其使用导电混凝土施工, 腐蚀更严重。雷击时容易出现对应雷电流无法顺利流出的状况, 进而对输电线路造成安全威胁, 甚至对操作人员带来生命威胁。最后, 绝缘子的影响。高压输电线路建设中, 一般采用合成绝缘子、瓷绝缘子进行施工。雷击频率过高地区, 一般采用瓷绝缘子, 但是检测维护难度较大。合成绝缘子由于检测便捷, 雷击频率低地区应用较多, 进而导致雷击发生时线路安全隐患较高。
2防雷保护措施分析
2.1减低避雷线保护角
根据以往项目经验统计, 雷电借助避雷线造成雷击的概率相对较高, 涉及因素较多, 如现场环境、杆塔材质和高度即避雷线保护角, 上述诸多影响要素中, 合理调整保护角是效果较为明显的处理手段。
2.2避雷器的安装
线路避雷器安装在输电线路后, 可保证雷击状况下, 雷电流进入对应导线, 随之流到周边杆塔中。借助分流耦合, 实现导线电位提高的目的, 可避免绝缘子闪络的发生。一般避雷器安装施工中, 需要遵循下述原则:首先, 避雷设置的安装需要根据当地环境、设备条件、杆塔雷击性质等进行设计确定。对于反击相对较多的杆塔来说, 要在三相上都要安装避雷器, 并且相邻的杆塔上也要进行避雷器的安装。而对于绕击较多的杆塔来说情况就比较简单, 只需要在其一侧安装避雷器就可以起到良好的避雷效果。其次, 在选择避雷器时, 要尽量选择那些有间隙的避雷器。再者, 在安装避雷器时, 一定要注意各部分连接的正确性与通畅性, 在有条件的情况下还要进行实验, 以确保安全性能。
2.3加强输电线路的日常维护
高压输电线路的日常维护作业中, 需要相关责任部门进行对应线路检修、周边环境变化观察, 便于降低雷击破坏的负面影响。另外, 线路运行维护中, 相关部门需要对输电线路进行定期检查巡视处理, 需要注意雷雨季的加强维护工作, 对以往雷击经验、周边环境变化等进行定期总结处理, 充分加强预防工作的落实。
另一方面, 建立输电线路数据库, 对当地各条线路的防雷措施、雷击事故等进行对应记录, 便于实现历年测量数据的整合对比分析, 根据相应规律趋势等进行防雷保护措施落实。加强线路管理工作的规划建设, 从源头上加强新技术的落实, 保证设计方案满足对应规定规范要求, 加强安装施工验收工作的强化处理, 如抽查接地体的埋深是否达标。
2.4雷电屏蔽技术的研发
对高压输电线路的防雷保护研究中, 可借助外部雷击影响为研究对象, 据统计, 国内雷击跳闸事故中, 绕击导致的事故比例较高, 为此, 高压线塔顶的避雷针设计较为常见, 一定程度上保护自身建筑设备将防绕击转变为防反击, 实现保护的目的;另外, 在输电线路、地面之间进行预防电棒保护, 可降低高压输电线路的绕击率, 保证线路防雷保护等级增加, 从材料成本角度出发, 一般不进行全线屏蔽处理, 在雷击频率较高地区设置该技术防护即可
3高压输电线路的绝缘配置
现代高压输电线路中, 由于电压等级不断增加, 绝缘配置需要进行优化处理。首先, 绝缘配置中, 对瓷绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子进行合理选取。实际铺设中, 由于高压输电线路大跨越高杆塔地段、塔顶位置较高、落雷几率变大以及绕击电流最大幅值增大等因素, 雷击发生率会增加, 导致高压输电线路跳闸率增加。为了降低跳闸事故的发生, 可在塔顶进行绝缘子增设处理, 保证与地线的间距增加, 从而提高线路的绝缘性能, 一定程度上降低了雷击频率的增加。另一方面, 绝缘配置中, 还可借助空气介质实现耐雷击程度。借助空气间隙实现绝缘保护, 是现阶段绝缘保护研究的新方向, 受实际成本限制, 空气介质为主的绝缘器材研究仍处于发展初期, 其发展空间较为广阔。
4结语
电力发展与大众生活、生产息息相关, 高压输电作为电力行业的关键环节, 其线路运行质量、防雷保护等均属于电力行业的重点关注部分。高压输电线故障中, 雷击跳闸事故频率较高, 必须加强对应防雷保护处理, 借助科学有效、经济合理的方法进行保护作业。加强对当地周边环境、气候规律的分析, 制定对应架设线路方案, 避免大面积停电事故带来的生活不便和经济损失等状况。综上, 高压输电线路的防雷保护具有重大社会现实意义, 是维持当地经济效益稳定发展的关键环节, 必须加强线路设计、安装施工、维护保养等工作的全面落实。
参考文献
[1]梁荣振.高压输电线路的防雷保护及其绝缘配合探讨[J].机电信息, 2011 (09) :41-42.
[2]李婷, 刘青山.吉林供电公司自主研发高压输电线路工具投用[J].东北电力报, 2010 (06) :14-16.
输电线路防雷设计任务书 第2篇
一、毕业设计的主要内容和基本要求
本次设计主要内容：
1、阐述防雷设计的目的、意义、及其重要性
2、一般防雷方法介绍
3、防雷设施：接地电阻，防雷范围，线路参数自动重合闸原理说明及计算
本次设计基本要求：
1、通过设计、学习，了解防雷相关知识，施工计算方法
2、通过计算使自己的防雷设计中选定参数合乎施工要求 3、110KV防雷设计4、220KV防雷设计
图纸内容：
1、设计防雷线路重点装置部位
2、雷击输电线路三种情况
3、雷击杆塔示意图及等值电路
4、单只避雷针保护范围示意图
5、双支等高避雷针保护范围示意图
超高压输电线路防雷分析 第3篇
关键词：超高压；输电线路；雷击分类；防雷措施
一直以来，雷电都是影响输电线路可靠性以及安全性的一个首要的因素。并且我国作为一个雷电多发的国家，在电网的安全运行中更是受到了雷击的破坏与威胁，使得超高压输电线路中出现很多的故障，从而影响供电的可靠性以及安全性。当然雷击的预防一直以来都是国家电网生产管理部门研究的一个重要的课题，在工作中也取得了一定的成就，但是由于对雷电的规律性以及对雷电的产生、特性等方面认识的不足导致对于雷击事故还是久治不绝，严重的危害了我国超高压输电线路供电的可靠性以及安全性。
一、超高压输电线路雷击特点及雷击分类
高压输电线路一般分为电缆输电线路与架空输电线路两类，而超高压输电线路则是指那些电压在500kV以上的输电线路。这些输电线路往往跨越的距离远，并且线路杆塔的高度也相对来说比较大，再加上输电线路所在地形的复杂性让整个输电线路在整体上很容易受到雷击，从而造成输电线路故障。
（一）超高压输电线路雷击特点
在超高压输电线路的雷击中，频繁的会发生在山区线路之中。并且在超高压线路的雷击中越少架空输电线路距离地面高的区域，就越容易遭到雷击。一般来讲，在超高压输电线路雷击中具有下面的一些特点：
1.雷电的活动在剧烈性以及分布性上都不具有均匀性，所以往往难以控制。但是需要指明的是雷击多发生在山区以及内陆，并且土壤电阻也跟雷电的活动有着直接的关系；
2.在有潮湿的盆地、突出的山头或者是河床的超高压输电线路中，很容易受到雷击，需要重点的预防。
（二）超高压输电线路雷击类型
在超高压输电线路的雷击中，主要可以分为反击跟绕击两种类型。具体情况如下：
1.反击
在电塔顶部或者是一些避雷线中受到雷击的时候，由雷击造成的电流就会通过塔体或者是一些接地装置，让塔体的电位升高，并且在相应的一些导线上也会产生感应过电压，发生反击现象，从而造成超高压输电线路事故。
2.绕击
而在超高压输电线路中雷电绕过了避雷线以及一些避雷装置所形成的雷击称为绕击。一般绕击雷多发生在沿坡路的路线上，并且绕机率会随着山坡角度的增加而增加。所以在杆塔中位于山顶的更容易受到绕击雷的袭击。下图是关于绕击雷跟反击雷的一些相关的特性：
二、超高压输电线路雷击原因及事故形成过程分析
在超高压的输电线路中，受到雷击的原因是有很多的，并且在线路受到雷击之后并不是一次性的出现故障，而是有一个故障出现过程的。下面我们具体来分析一下超高压输电线路雷击原因以及事故的形成过程。
（一）超高压输电线路雷击原因
在超高压输电线路中出现雷击的情况是有多种原因共同作用的结果。具体来讲，在超高压输电线路中出现雷击的原因有下面的几点：
1.线路的绝缘水平不足够抵御雷击，使得整个线路易受到雷击；
2.输电线路的杆塔、横担、树木等对地间隙不够，使得容易受到雷击；
3.整个线路中避雷线的布置不当，从而引起雷击；
4.避雷线与导线之间的距离没达到标准要求，引发雷击；
5.对多雷区、线路终端等防雷薄弱的环节没做好防雷措施，引发雷击事故。
（二）超高压输电线路雷击事故形成过程
在超高压输电线路中，雷击事故的发生并不是一瞬间的事情，而是需要一个具体的过程。一般来讲，在超高压输电路雷击事故的行程中，主要有四个阶段：
1.超高压输电线路在雷击中受到雷电过电压的作用；
2.在受到雷电过电压作用之后，输电线路会发生各种形态的闪络；
3.在闪络发生之后，首先输电线路中存在的是冲击闪络，但是随着电压的不断作用会变成稳定的工频电压，作用于输电线路；
4.用于受到工频电压的作用，输电线路出现跳闸，使得超高压输电线路供电中断，发生整个雷击事故。
三、超高压输电线路防雷措施探讨
由上面的分析我们可以发现，在超高压输电线路的雷击中，有很多的原因引起了雷击事故发生，从而导致整个输电线路故障，危害供电的可靠性以及安全性。而这些引发事故的因素并不是不可控的，如果相关生产管理部门能够做到协调，那么也能够减少超高输电线路中的雷击事故，增强供电的可靠性。具体来讲，在超高压输电线路的防雷中有下面的几个措施：
（一）做好防雷线路布置，形成完善的防雷系统
在超高压输电线路的防雷中一般需要做好线路的四道防线。这些防线分别是针对直击雷、闪络、建弧、停电这四个方面进行设置的。首先在防直击雷方面需要安装一些有效的避雷针以及避雷线；其次，在防闪络方面则需要一方面改善避雷线的接地，另一方面加强整个线路的绝缘；再次，在防建弧方面则可以通过减少线路绝缘上的工频电场强度或者是采用非直线接地的方式；最后在防停电方面则可以采用一些自动重合闸装置或者是使用环网供电等保证供电的可靠性。以此通过这四道防线，在整个超高压输电线路中形成一个完善的防雷系统，实现超高压输电线路的安全可靠供电。
（二）保证防雷技术应用，落实防雷措施
在超高压输电线路的防雷中，在建立起整个防雷系统之后，还需要不断的改进防雷技术并且不断的落实防雷具体措施。在具体操作中，首先应该针对输电线路降低接地的电阻值，保证整个线路中接地的良好性；其次，应该在导线下面设置一些耦合线，保证在雷击的时候进行及时的分流以及耦合，提高输电线路的耐雷性；再次，针对一些易受雷击的地形区域进行特别的防雷保护，在山坡应该采用负保护角，降低雷击的绕击率，在一些山顶铁塔或者是一些地区的杆塔上方应该安装可以控制的放电避雷针，以此来减少雷击事故的发生；最后，在整个超高压输电线路的选择中，也应该考虑到雷击现象，尽量绕开多雷地形以及一些多雷区，保证输电的安全与可靠。
参考文献：
[1]蒋国文，超高压输电线路雷击事故分析及保护措施[J]，电瓷避雷器，2008（3）
浅析高压输电线路综合防雷措施 第4篇
电网故障分类统计表明, 输电线路的总跳闸次数中, 由雷击所引起的跳闸次数占#40%~#70%。佛山2004~2008年输电线路跳闸共222次, 雷击跳闸137次, 占跳闸总数的62%。故雷击跳闸故障是影响输电线路安全可靠运行的主要形式。
尽管输电线路雷击跳闸的重合成功率在90%以上, 但因在跳闸和重合的过程中会对系统安全稳定运行会产生很大的影响。所以分析研究防雷措施对保障线路安全运行具有重大的意义。
2.雷击数据分析
这里我们统计了佛山2004~2008年110k V~500k V雷击跳闸数据, 具体情况见表1。
根据雷电定位系统数据统计, 大量的雷击跳闸故障都是由相对较小的雷电流引起的, 一般15~30k A, 如此小的雷电流幅值远未达到反击的条件。在相对较小的雷电流状态下, 避雷线屏蔽失效, 造成雷电绕击导线, 引起输电线路雷击跳闸。通过表1也可以看出绕击是造成雷击跳闸的主要原因。但ll0k V及以下等级的线路杆塔高度低, 绝缘配置和耐雷水平低, 大多为雷击杆塔反击造成闪络。
3.防雷措施分析
经过分析, 我们根据雷击形式、多年的防雷经验以及佛山地形地貌、地质、土壤、气象等环境因素特点有针对性地对输电线路进行综合防雷。
3.1降低杆塔接地电阻
输电线路的反击耐雷水平, 与雷电波幅值、陡度等雷电参数及导地线布置、杆塔波阻抗、绝缘配置、杆塔接地电阻等密切相关。对于运行线路防止反击发生, 主要是通过降低杆塔接地电阻等措施来保证线路的耐雷水平, 减少雷击跳闸率。故运行中通过加强杆塔接地装置的维护, 控制反击发生的条件, 对超高压线路发生反击的概率起到很大的作用。在土壤电阻率低的地区, 充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻;地址条件较好的地方, 可埋深及加长水平射线, 能有效降低冲击接地电阻。对于塔基及接地体周围土壤电阻率较高, 土层较薄, 沙夹石的地方, 但深层土质较好时, 可在引出水平射线上加装垂直接地体;也可考虑因地制宜地增设集中接地装置;必要时使用长效防腐蚀降阻剂。
佛山地区对杆塔接地电阻按5年周期进行测量, 发生雷击跳闸的杆塔以2年周期进行测量, 线路巡视过程中重点对杆塔接地引下线进行检查, 防止出现接地引下线接地螺栓松脱、接地引线锈蚀、引下线因外力破坏断开等情况, 发现不合格地网及时改造, 将一般地区接地电阻降低到l0欧以下, 电阻率较高的山区降到20欧以下。
3.2加强线路的绝缘和采用不平衡绝缘
因500 k V输电线路绕击率高, 为降低跳闸率, 可在高杆塔上增加绝缘子串的片数, 加大大跨越档导、地线之间的距离, 以加强线路绝缘来达到提高线路耐雷水平的目的。500k V同杆双回线路可采用不平衡高绝缘方式, 其原则是使两回路的绝缘子串片数有差异, 在雷击时, 绝缘子片数少的回路首先闪络, 闪络后的导线相当于地线, 一方面增多了雷电流分流通道, 降低了接地阻抗, 另一方面增加了对另一回路导线的耦合作用, 提高了另一回路的耐雷水平, 降低闪络的概率, 以保证继续供电。运行实际经验表明:对同杆架设的双回架空送电线路进行了不平衡绝缘改造, 可以大大降低双回同时跳闸故障故障率。
运行维护也十分重要, 发现不良或自爆绝缘子应及时更好, 进行必要的调爬, 提高外绝缘水平。
3.3合理采用改善屏蔽方面的技术措施
佛山地区在改善屏蔽方面主要采取了以下技术措施: (1) 在导线下方架设耦合地线; (2) 横担与避雷线间架设辅助地线; (3) 塔顶单根避雷针或多针系统。耦合地线不仅有增大耦合系数的作用, 用击距法进行防雷分析, 耦合地线还有增大对下导线的屏蔽作用, 相当于降低了导线对地高度或杆塔对地高度。运行经验证明, 耦合地线对降低线路的雷击跳闸率效果显著, 约可降低50%左右。
3.4优化导线的排列方式
220 k V同杆双回线路一般采用对称的顺相序排列, 这主要是回路间的不平衡度最小, 而由于220k V线路杆塔高度不高, 因此防雷性能问题不突出, 而500k V同杆双回线路如果也采用顺相序排列, 则会因为强调了回路间的平衡而牺牲了防雷性能及线路的其它性能, 因此尽可能将不同相的导线安排在同一层横担上, 能有效地减少同杆双回线路同时雷击闪络的发生, 当然在相序的排列上应兼顾线路的纵向不平衡和回路间的不平衡率。对500k V同杆双回线路导线采用逆相序排列时, 双回路的同时跳闸率得到较大改善, 因此500k V同杆双回线路导线应采用逆相序排列方式。
3.5采用较小的保护角
保护角的大小也是影响高压输电线路发生绕击的重要因素。目前我国的单回路500kv输电线路其边导线保护角大都在l2~l5度之间, 而美国BPA的双回路杆塔保护角一般在4度以下, 日本主张使用负保护角。从我国线路杆塔设计的现状来看, 保护角应设计控制在5度以下, 而山区接地电阻较高的区域则应采用负保护角。
3.6安装线路避雷器和避雷器的预试
根据佛山5年的雷击跳闸记录在雷击频繁的地段安装线路避雷器, 降低雷电易击点的雷电跳闸次数。在雷雨季节前完成线路避雷器 (含计数器) 的预试检测工作, 确保雷击时避雷器正常动作。
3.7安装可控放避雷针
对佛山2004~2008年雷击跳闸数据分析, 500k V线路4次雷击跳闸事故中, 其中绕击3次, 反击1次。因500k V线路绝缘配置和耐雷水平较高, 雷击跳闸以绕击形式为主, 所以可根据地形等情况采取一些特殊措施如加装避雷针进行防雷保护。
500k V线路大跨越杆塔是输电线路防雷的薄弱环节, 一旦发生雷击事故不易检修, 而且杆塔高度大, 雷击的机会以高度的平方增大, 所以大跨越杆塔的防雷工作尤为重要。为了降低500k V线路的雷击跳闸率, 在传统的防雷方法的基础上, 佛山地区在500k V大跨越杆塔安装了可控放电避雷针, 并以220k V线路为试点安装了防绕击避雷针。
3.8雷电定位系统维护
加强雷电定位系统的运行维护, 确保雷雨季的运行可靠性。运行部门应注重提高雷电定位系统的利用率和应用水平, 及时更新新建、改建线路坐标, 充分利用雷电定位数据进行防雷技术分析。佛山地区采用了PDA巡视系统、生产管理系统和雷电定位系统相结合的方式, 保障了线路坐标的准确性。
3.9周期性重点防雷
我们对2004~2008年6年雷击跳闸月份进行了分析统计, 具体情况如表2。
从统计表中可以看出在5年的统计数据中, 5、6、8、9月份是雷击跳闸的多发月份, 也与佛山近年来的气象特征相符, 所以可针对雷击多发月份进行重点防雷。
3.1 0建立雷击黑点档案
根据多年的线路运行经验和线路资料建立雷击黑点档案, 结合雷电监测数据, 对输电线路雷害多发区、易击段、易击点, 有针对性地采取改善接地电阻、提高绝缘、降低保护角、安装避雷针或避雷器、架设耦合地线等, 或采用其他新技术和新产品等综合治理措施, 对非常规新型防雷设施可适当试点运行、积累经验。加强雷击跳闸信息的统计分析, 积累运行经验, 为开展线路综合防雷改造提供依据。
4.结束语
通过多年的研究和经验积累, 结合各种信息化平台和新技术、新产品的使用, 佛山地区在防雷方面取得了较大的成果, 雷击跳闸率逐年降低, 保障了电网的安全稳定运行。
摘要：本文以广东佛山高压输电线路雷击跳闸数据为例和多年的防雷运行经验, 分析研究佛山地区有效的防雷措施, 确保电网安全运行。
关键词：高压输电线路,防雷,措施,佛山
参考文献
[1]伍技培, 500kV输电线路防雷性能探讨, 贵州:贵州电力技术, 2005。
高压输电线路设计要点分析论文 第5篇
关键词：高压输电线路;防雷;杆塔;基础;设计
1高压输电线路设计之前进行勘测的必要性
架空输电线路防雷浅析 第6篇
【关键词】电力；架空线路；防雷
引言
雷电是一种大气放电现象，产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面吋（地面上的建筑物，架空输电线等） ，便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。雷电一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害，如雷击危及人身和电力设备安全，当家用电器、计算机机房直接遭雷击或感应雷时将会被损坏，有时还会引起火灾等。
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，故极易受到外界的影响和损害，其中最主要的一个方面是雷击。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。
1、雷击线路跳闸原因
高压架空输电线路遭受雷击的事故主要与四个因素有关：线路绝缘子的50%放电电压；有无架空地线；雷电流强度；杆塔的接地电阻。高压架空输电线路各种防雷措施都有其针对性，因此，在进行高压架空输电线路设计时，我们选择防雷方式首先要明确线路遭雷击跳闸原因。
1.1架空输电线路绕击成因分析
根据高压送电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，雷电绕击率与避雷线对边导线的保护角、杆塔高度以及高压送电线路经过的地形、地貌和地质条件有关。山区高压架空输电线路的绕击率约为平地线路的3倍。山区设计送电线路时不可避免会出现大跨越、大高差档距，这是线路耐雷水平的薄弱环节；一些地区雷电活动相对强烈，使某一区段的线路较其它线路更容易遭受雷击。
1.2架空输电线路反击成因分析
雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过高压送电线路绝缘闪络电压值，即Uj> U50%时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。
2、架空线路防雷基本情况
架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段：输电线路受到雷电过电压的作用；输电线路发生闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。针对雷害事故形成的四个阶段，现代输电线路在采取防雷保护措施时，要做到“四道防线”，即：
（1）防直击，就是使输电线路不受直击雷。
（2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
（3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。
（4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。
3、架空线路防雷措施
清楚了架空输电线路雷击跳闸的发生原因，我们就可以有针对性的对线路所经过的不同地段，不同地理位置的杆塔采取相应的防雷措施。目前线路防雷主要有以下几种措施：
（1）加强线路绝缘由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔（如：跨河杆塔），这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高，感應过电压大，而且受绕击的概率也较大。为降低线路跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串片数，加大大跨越档导线与地线之间的距离，以加强线路绝缘。在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。
（2）降低杆塔的接地电阻输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、有效的手段。
（3）增设耦合地线藕合地埋线可起两个作用，一是降低接地电阻，《电力工程高压送电线路设计手册》指出：连续伸长接地线是沿线路在地中埋设1—2根接地线，并可与下一基塔的杆塔接地装置相连，此时对工频接地电阻值不作要求。国内外的运行经验证明，它是降低高土壤电阻率地区杆塔接地电阻的有效措施之一。二是起一部分架空地线的作用，既有避雷线的分流作用，又有避雷线的藕合作用。根据运行经验，在一个20基杆塔的易击段埋设藕合地埋线后，10年中只发生一次雷击故障，有文献介绍可降低跳闸率40%，显著提高线路耐雷水平。
在雷电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段，可增设耦合地线，由于耦合地线可以使避雷线和导线之间的耦合系数增大，并使流经杆塔的雷电流向两侧分流，从而提高高压送电线路的耐雷水平。
（4）安装线路避雷器或避雷线。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。我们在雷击跳闸较频繁的架空输电线路上选择性安装避雷器。加装线路避雷器以后，当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷器传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔。雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量。因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，因此，线路避雷器具有很好的钳电位作用，这也是线路避雷器进行防雷的明显特点。避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷。通常当雷电击中输电线路时，在输电线路上将产生远高于线路额定电压的“过电压”，有时甚至达到几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，便会引起线路跳闸，甚至造成停电事故。然而，使用避雷线可以遮住输电线路，使雷只落在避雷线上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流导入大地。一般来说，输电线路的电压愈高，采用避雷线的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上电压等级的输电线路应全线架设避雷线。
（5）预放电棒与负角保护针预放电棒的作用机理是减小导、地线间距，增大藕合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布；负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针，其目的是改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针常一起装设，制作、安装和运行维护方便，以及经济花费不多是其特点。
4、结束语
高压输电线路综合防雷措施分析 第7篇
随着社会生活对我国电力事业需求的逐渐增大, 越来越多的高压线路得以建设, 500kV输电线路作为高压输电线路的典型代表, 为了确保其输电的安全性与稳定性, 其防雷事业一直是电力企业所研究的工作重点。从500kV高压线路的实际工作状态来看, 想要真正的实现防雷措施的研究, 就必须要做好对其所在客观环境的分析, 文章以此为基础展开探讨。
1 500k V高压线路雷击影响因素及易击区
1.1 500kV高压线路雷击影响因素
(1) 500kV输电线路覆盖地区的雷电流强度, 因雷电流强度无法预估, 故该因素属于非人为可控因素; (2) 500kV高压线路是否设置了架空地线。架空地线是保护免遭雷闪袭击的装置, 又称避雷线。安装架空地线可以减少雷害事故, 提高线路运行的安全性, 此因素为人为可控因素; (3) 高压线路绝缘子的50%放电电压大小, 此因素为人为可控因素; (4) 塔杆的接地电阻是否满足设计要求, 此因素为人为可控因素。
1.2 易击区的形成
由于我国土地广袤、地形多变, 为了保证各地区的用电需求, 许多500kV高压线不得不设置在一些外部环境相对较差的地点, 这会导致500kV高压线的路径走势出现较为复杂的变化, 这会在部分区域形成一定的易遭受雷击的500kV高压线路。在500kV高压线路防雷设计当中上述区域称之为“易击区”, 易击区是500kV高压线路防雷措施研究的重点区域。
2 500k V高压线路绕击率与建弧率计算
2.1 500kV高压线路绕击率计算
500kV高压线路绕击率计算是以雷电对500kV高压线路的绕击行为为基础而进行的计算行为, 其计算目的就是获取雷电对500kV高压线路绕击的几率大小。所谓“绕击”是指雷电绕过架空地线对500kV高压线路进行放电的一种行为, 虽然这种行为的出现不具有绝对性, 但其存在一定的几率, 基于此特点做好对500kV高压线路绕击率的计算就变得到至关重要。在进行500kV高压线路绕击率计算时, 工作人员要依靠对500kV高压线路运行数据、现场实测数据、模拟试验数据等多种数据的分析, 来予以进行。从500kV高压线路绕击行为的特点来看, 雷电对500kV高压线路的绕击几率与架空地线对边导线的保护角有直接关系。根据平原与山地地区不同情况, 500kV高压线路绕击率计算公式如下:
平原输电线路:
山地输电线路:
注:公式 (1) 、 (2) 当中‘α’所表示的是架空地线对边导线的保护角, 单位为‘度 (°) ’。
经过计算可以得出山区500kV高压线路的绕击率为平原500k V高压线路的3 倍 (保护角增大8°) 。
2.2 500kV高压线路建弧率计算
500kV高压线路建弧率计算是指对500kV高压线路受到雷电冲击时绝缘子串闪络后狐道内留存的工频电弧。但500kV高压线路受到雷电冲击后, 绝缘子串会出现冲击闪络过程, 当雷击冲击电压过去以后, 狐道内仍会存有一定程度的游离电流, 这些电流在工频电压的作用下会形成短路电流, 当短路电流流过闪络通道时, 就形成了工频电弧。从工频电弧的形成过程角度来看, 建弧率的大小主要与工频电压作用下狐道平均运行电压的大小有关, 建弧率与平均运行电压梯度的关系可参见如下公式:
注:公式 (3) 当中‘E’为绝缘子串的平均运行电压梯度, 单位为‘千瓦每米 (k V/m) ’。
3 500kV高压线路防雷措施
3.1架空地线与耦合地线
架空地线作为500kV高压输电线当中最基础的防雷措施, 其既能够实现对线路的分流降低过输电线塔雷电流, 降低雷击危害, 同时还能够实现对输电线路导线的耦合, 实现对绝缘子电压的降低, 更具有屏蔽导线, 降低输电线路上感应电压的作用, 因此必须要做好对架空地线的规范架设, 保证其能够对每一阶段的500kV高压输电线予以保护。耦合地线能够在接地电阻无法降低雷电流时发挥对雷电流的有效分流, 并降低反击电压和绝缘子串的感应电压, 因此做好对耦合底线的架设也是500kV高压输电线防雷措施的重要内容。
3.2 铁塔接地电阻的降低
想要实现对500kV高压输电线的防雷目标, 就必须要降低铁塔接地电阻, 目前能够实现对铁塔接地电阻予以降低的措施主要包括3 种:其一是利用降阻剂来对接地电阻予以降低, 其多适用于规模较小但接地网集中的地区;其二是利用爆破技术对地面进行爆破, 然后用压力机将电阻率较低的材料压入地面当中, 实现对地面电阻的降低;其三是增加水平方向接地电阻的长度, 以实现对电阻冲击系数的降低, 以实现对电阻率的有效降低。
3.3 避雷器与避雷针的安装
在500kV高压输电线路实际运行中安装避雷器的目的是, 能够实现线路绝缘子串的串联, 同时500kV高压输电线路防止雷电反击和雷电绕击的能力也得到了提高, 保证了输电线路上的绝缘体不会被雷电所袭击, 造成一定的损失。通常情况下, 在安装避雷器时, 要选择恰当的地点, 而经受雷击较多的塔干, 以及雷电高发区的输电线路就是安装避雷器的最佳地点, 避雷器的安装数量要根据高压输电线路遭受雷电击打的频率, 避雷器的正确安装能够有效降低线路跳闸事故概率, 同时500kV输电线路防止雷击反击的能力也得到了很大的提升。
3.4 自动重合闸装置的安装
电网供电系统在完成自我跳闸后, 故障通常会自动消除, 可见自动跳闸是实现自我保护的重要方法。500kV高压输电线路在运行中如果被雷电击打, 便会自动跳闸, 同时电线路上所产生的网络放电鼓掌也会自动消除, 避免产生长期的故障。将自动重合闸装置与供电系统继电保护联系起来, 能够实现高压输电线路雷击跳闸的自动恢复。
4 结束语
综上所述, 500kV高压输电线路作为我国电力运输事业当中的典型代表, 做好对其防雷措施的研究, 不仅能够提高500kV高压线路的输电安全性, 更能够提高电力运输事业的效益。从高压输电线路的实际工作状态来看, 为了确保其防雷措施的有效性, 我们必须要在做好对500kV高压输电线路自身特点分析的基础上, 通过对其所在环境、地形的实际勘察与分析, 来对防雷措施予以制定和研究, 以确保500kV防雷措施的切实可靠, 在为我国电力运输事业提供支持的同时, 也为百姓的安全用电提供基础支持。
摘要：高压输电线路是我国电力运输的主要途径, 500k V高压线路作为我国电力运输的典型代表, 做好对其综合防雷措施的分析, 是确保500k V高压线路运行稳定性与安全性的重要措施。文章先对500k V高压线路雷击影响因素及易击区的形成进行阐述, 之后对500k V高压线路绕击率与建弧率进行计算, 最后对500k V高压线路防雷措施进行探讨。
关键词：高压线路,500kV,综合防雷
参考文献
[1]任海燕.500k V同塔双回交流输电线路综合防雷性能研究[D].广西大学, 2012.
[2]李鑫.高压输电线路综合防雷措施的研究与应用[D].华北电力大学, 2014.
[3]周磊, 高建伟, 李坡.500k V输电线路防雷分析及防范措施研究[J].科技创新导报, 2010, 4:49.
[4]朱智平.500k V输电线路防雷措施探讨[J].中国高新技术企业, 2010, 15:93-94.
高压输电线路防雷技术的探讨 第8篇
1 高压输电线路防雷的意义和隐患
在我国, 大部分高压输电线路分布在比较空旷的野外, 而野外是雷击现象的高发区域。而且高压线路大部分是架空线路, 金属材料运用比较多, 受到雷击后瞬间产生的感应电流很容易入侵供电线路, 产生上千伏的电压。高压线路上的避雷装置残压较高, 难以有效释放感应电流, 造成设备损坏。如果雷电击中高压输电线路就会引起过高的电压, 高压线路保护设计就会自动的切断线路, 造成跳闸, 给整个电力事业带来很大损失, 并极大威胁到人们的生产生活安全。一旦线路周围的设备达不到绝缘要求, 还会危及人们的生命安全。因此在高压输电线路上采取必要的防雷技术措施对发展电力事业, 保护人民生命财产安全, 稳定社会发展将具有重要意义[1]。高压输电线路的防雷原则, 就是根据不同地域、地形、地貌以及气候条件采取不同的手段, 多管齐下综合制定防雷措施, 在做好高压输电线路精确评估的基础上, 及时处理雷击隐患。
目前, 高压输电线路的防雷技术还不完善, 存在一定的隐患。具体表现在高压线塔杆、架空地线避雷器和接地装置等设备上。在目前的电网线路中, 接地装置一般是在水泥杆内部通过钢芯连接, 一旦线路遭受到雷击, 就很容易被雷电发出的力量所冲击, 严重者会引起水泥杆的爆裂, 造成事故。即使不受雷击, 经过长期的风吹日晒, 高压线塔杆也很容易产生裂纹, 甚至引起倒塌的事故。在架空地线上, 保护角的度数与架空地线安全性的关系较大, 如果保护角较大就非常不利于架空地线的防绕击。和塔杆一样, 架空地线也比较容易受到腐蚀, 这在某种程度上影响了谢放雷电流的能力。雷击主要是大地感应电荷建立放电荷通路, 并且与雷云中的电荷发生中和作用, 因此线路的接地装置与雷击有重要关系。然而输电区域内的接地装置使用的混凝土和降阻剂在运行一段时间后也会发生腐蚀现象, 这也为防雷带来隐患。
2 高压输电线路的防雷技术和措施
雷电是不可避免的自然现象, 高压输电线路作为雷击的高危区域, 应该积极做好相关措施, 进一步加强防雷技术。在选择高压输电线路设置地点的时候, 要尽可能的避开风口或者峡谷等区域, 因为这些区域更容易受到雷击。如果难以避开这些区域, 就要多管齐下进一步加强防雷技术的运用。
首先要在高压输电线路上装上必要的避雷装置, 比如专业的避雷器、避雷线等。这些装置的作用就是雷击产生超高电流导入地下, 用分流的作用原理进行避雷。在实际的应用中, 避雷器显然有更好的效果[2]。避雷器要安装在高压输电线路上最容易受到雷击的位置, 安装时应该注意结合实际情况, 具体分析跳闸情况, 按照当地的地貌特征在专业认识的指导下进行安装操作。有的高压输电线路选择使用避雷针, 但是避雷针在防护区域上存在着不小的局限性, 不仅不能够扩大防雷击的面积区域, 反而可能使遭受雷击的概率增大。在相关人员的研究中, 避雷针往往在导雷的过程中产生磁场, 这种磁场使摒弃装置起不到屏蔽作用, 反而使雷电容易入侵。因此, 在选择防雷击技术装置的时候应尽量选用专业的避雷器。
在架设高压输电线路的时候, 绝缘性也是工作人员需要重点考虑的问题之一。一般来说, 在高塔杆上增设绝缘装置比如绝缘子片的做法很有必要, 此外还可以适当的延长绝缘的长度, 增加输电线路跨越档的导线与地线之间绝对距离, 这些都是通过绝缘性设置有效地加大防雷力度的措施。对于多回输电线路来说, 也可以采用这种差异性绝缘装置, 大大减少雷击概率。
防雷保护角的设置非常重要, 设置的好可以有效地避免输电线路出现闪络现象, 降低电网隐患。在山区地带架设线路的时候, 要用有效的计算方法校正塔杆的保护角, 在设计中充分防止保护角过大的情况[3]。由于避雷线的引流作用, 电流在通过较小空隙的时候与大地保持绝缘的状态, 雷电一旦发生, 空隙会被击穿, 避雷线就与大地相接, 因此避雷线保护角要根据实际情况适当的减小, 最大限度降低雷击发生概率。
对于防止绕击现象来说, 耦合地线并没有太大的作用, 但是在防止塔杆雷击的过程中会起到重要作用。耦合地线对电流不仅起到分流的作用, 也起到耦合作用。能够有效地降低塔杆绝缘承受的过电压, 从而提高防雷水平。另外, 降低塔杆接地电阻也可以有效防雷。在每个塔杆上都敷设接地装置, 保证接地装置与地线连接的紧密性, 这样才能够保障雷电一旦击中塔杆顶部, 电流能够顺利的通过阻值较低的接地电阻, 导入地下。
在防雷击工作中, 不仅要重视防、堵的工作, 也要重视疏导的工作, 毕竟雷电作为一种难以有效预测的自然现象, 只靠防和堵难以有效避免危害。引弧间隙的安装能够有效对雷击电流进行疏导, 用间隙来保护绝缘子串, 防止因为放电对绝缘子串造成的永久损坏。同时, 在架杆的时候, 还可以应用不平衡绝缘的技术保障多条线路受到雷击的时候不会出现同时跳闸的现象。
3 结语
虽然目前在高压输电线路的防雷措施中存在一些局限, 有时候不能够有效地进行防雷, 但是随着电力事业的发展和技术的不断进步, 高压输电线路的雷击概率一定会大大减少, 甚至有效保障输电线路不受雷击。这需要不断吸取国内外成功经验, 提高创新意识, 加大技术创新和研究力度, 不断提高相关人员工作能力和素质, 真正消除雷电对电力实业发展的危害。
摘要：高压输电路防雷是一项具有严格要求的复杂工作, 其技术应用也具有精确要求。本文着重探讨了高压输电线路防雷的意义, 分析了目前存在的隐患, 并结合实际经验提出高压输电线路有效防雷的技术和措施。
关键词：高压输电线路,防雷,技术
参考文献
[1]董亮.高压输电线路的防雷技术分析[J].科技创新与应用, 2014 (19) :172-173.
[2]洪沿明.高压输电线路综合防雷技术应用探究[J].企业技术开发, 2013 (35) :36-37.
高压架空输电线路防雷技术探讨 第9篇
关键词：高压架空,输电线路,防雷技术
1 前言
笔者收集了近年来我国输电线路雷击事故的数据, 经过分析初步得出结论, 高压架空输电线路因为受到雷击而导致断电、跳闸等事故非常常见, 大概能够占到总故障原因的65%以上。我们知道, 输电线路电压等级越高, 其受到雷击击中的概率也相对的要高, 受到雷击后造成的损失和危害的后果也相对较大。过去我们在对输电线路进入变电站时的地网进行处理的过程中, 通常都是直接和主地网相连接, 但是常常都没有设置直击雷电流卸载的装置, 当直击雷击中输电线路之后常常会造成巨大的损失, 而现阶段所使用的很多绝缘设备自身恢复速度也比较慢, 这就极有可能导致输电线路产生跳闸的情况。
2 高压架空输电线路防雷存在的问题
(1) 绝缘子的使用方面
现阶段我国所建设投产的高压架空输电线路, 其中常常使用到三种绝缘子, 一是陶瓷绝缘子, 二是钢化绝缘子, 三是合成绝缘子。绝缘子的主要功能是为了支撑导线以及隔绝电流, 避免电流回地。在输电线路的运行过程中, 绝缘子还是存在一些安全上的缺陷, 例如陶瓷绝缘子在工作过程中常常会形成零值绝缘子, 非常容易引起闪络击穿的现象;钢化绝缘子在输电线路被雷电击中之后容易引发裸串的问题;而棒式合成绝缘子在工作过程中容易出现掉串的情况, 这种现象通常是因为机械作用所引起的, 而且使用合成绝缘子还存在老化的问题。
(2) 塔杆可能存在的隐患
塔杆指的是对架空输电线路起到支撑作用的物体, 一般情况之下, 在建设高压架空输电线路时, 常常使用混凝土或者钢材来制作塔杆。但是这其中也会存在一些安全隐患, 由于钢筋砼杆长时间使用之后, 常常会在塔杆的表面不可避免的形成一些裂痕, 水泥塔杆也会存在风化的问题。一旦雷电垂直打击, 那么通过塔杆内部的电流就会让塔杆内部形成超高温, 很容易引起水泥塔杆的爆炸, 此外, 如果雷电直接击中拉线, 也会引起拉线温度极速上升, 导致拉线的机械强度产生较大的变化, 最后造成塔杆倒塌, 带来巨大的损失。
(3) 避雷线可能存在隐患
避雷线就是架空地线, 避雷线的主要功能就是防止雷击, 一般情况下我们都是设置的双避雷线。高压架空输电线路如果直接受到雷击, 导线在一瞬间就会形成很大的过电压, 造成严重的后果, 而避雷线能够在雷电发生时遮住导线, 让雷电不容易击中导线, 从而起到避雷的作用。在我国, 基本上所有的输电线路都设置了避雷线进行防雷, 但是我们应该知道, 这种防雷方法并不是百分之百的有用, 偶尔也会发生雷电避开防雷线而直接击中导线的现象。
(4) 接地装置存在的隐患
接地装置通常是连接接地电极与地下接地网的设备, 高压架空输电线路中所设置的接地装置也存在一定的隐患, 一方面是因为地网可能受到化学腐蚀, 这一现象和地网所处在的土壤有很大的联系;另一方面是因为在对接地装置的安装过程中没有严格按照相关标准进行施工, 各种数值与规范要求有所出入, 这样一来其电阻就与计划电阻大小不一致, 雷击事故发生后不能发挥出接地装置应有的功能。
3 高压架空输电线路防雷击技术措施分析
(1) 增强输电线路的绝缘功能
对于高压架空输电线路来说, 在一些比较特殊的地形区要建设一些跨度极大的杆塔, 而这些大型的杆塔也增加了雷电事故的潜在风险, 高塔落雷现象一旦发生, 就极有可能引起雷电的绕击。所以我们应该适当的增强输电线路的绝缘功能, 一般选择提高绝缘子串片数的措施, 从而扩大导线与地线的间距。这一措施常常用于中性不接地的绝缘系统内。提升输电线路的绝缘能力, 可以明显的降低雷电击中的几率, 提高高压架空输电线路的抗雷能力。
(2) 使用不平衡绝缘手段
近年来新建成的一些高压架空输电线路, 常常会设置双回路线路, 因此在这一情况之下, 我们可以选择采取不平衡绝缘的措施, 这一措施实施之后, 当雷电击中线路时, 输电线路跳闸的问题得到了有效的解决, 确保输电线路在普通小型雷电天气下能够安全稳定的输送电能。当雷电击中之后, 绝缘子串片数相对少的回路就会出现闪络, 这时导线相当于地线的功能, 这样就在一定程度上增强了其他回路导线的耦合, 从侧面增强了其他回路的抗雷能力, 这种方法可以确保输电线路中一直有至少一个回路在持续供电。
(3) 耦合地埋线进行防雷
对于高压架空输电线路的防雷, 我们还可以使用耦合地埋线。它主要可以实现两个功能, 其一是极大的减少接地电阻, 根据相关设计规范, 应该在输电线路下方预埋2到3根接地线, 我们一般称之为延伸接地线, 它可以连接下一基塔的接地设施, 以此来降低土壤电阻率;其二是耦合地埋线可以在很大程度上实现架空地线的功能, 耦合地埋线不但具有分流的功能, 同时还具有耦合功能。根据相关数据分析, 当输电线路设置耦合地埋线之后, 雷电击中所导致的跳闸率能够降低30%到40%, 效果非常明显。
(4) 宁夏回族自治区固原市输电线路防雷击方案
由于宁夏回族自治区固原市大部分处于高海拔地区, 年平均气温较低, 暴雨雷电等强对流天气较多, 对于宁夏固原市输电线路的防雷击措施我们可以采取改造接地装置的方法, 如果接地装置无法改造, 那么应优先选择安装消雷器以及可控放电避雷针为主, 线路避雷器为辅的方法。根据固原市输电线路架设情况, 仅仅需要装置消雷器以及可控放电避雷针就能够弥补架空地线保护范围不足的问题, 而且消雷器与可控放电避雷针在安装之后基本上不需要进行短期维护, 这种避雷方式对于固原市的实际情况来说具有非常明显的优势。
4 结语
雷电属于自然界中的一种复杂的现象, 到目前为止人类对于它的认识和了解并不是非常全面, 雷电活动的随机性非常强, 我们尚不能准确的预测雷电发生的准确时间和地点, 因此对于高压架空输电线路的防雷击工作必须要找到关键点, 实施科学的防雷对策, 增强输电线路的抗雷耐雷的水平, 努力将雷电可能造成的损失降到最低。
参考文献
[1]曹炯, 余长水.山区高压输电线路雷击跳闸分析和改进措施[J].电瓷避雷器.2010 (03) :P95.
[2]汤可刚.输电线路防雷措施探讨[J].北京电力高等专科学校学报.201 (2 08) :P46.
高压输电线路防鸟害及防雷对策 第10篇
关键词：高压输电线路,鸟害,防雷,措施
鸟害故障发生的原因是鸟群或体形较大的鸟长时间在杆塔上休息, 嬉戏, 特别是在傍晚和晚上, 它们就会汇集到杆塔上, 把大量的粪便留在杆塔构件及绝缘子上, 严重地段杆搭上部塔头上基本全部覆有鸟粪。
1 高压线与鸟害的故障特点与故障原因
1.1 高压线路上的鸟害故障有如下特点
1) 鸟害故障基本发生在冬、春季, 一般是每年的4月~5月及9月~11月;
2) 鸟害故障基本都发生在04:00~06:00;
3) 鸟害都是发生在直线杆塔悬垂绝缘子串或者是耐张杆塔引流线悬垂绝缘子串上;
4) 发生鸟害故障的直接原因大都是由鸟粪拉丝引起的。
1.2 高压线路鸟害故障原因
一般来说, 鸟害故障频繁发生的原因可以归纳为如下3种:
1) 故障点杆塔所处地段为沙漠地形, 若由于植被恢复较好, 田鼠、蛇等动物存活较多, 会吸引鹰类动物大量聚集在这一地带前来捕食, 线路杆塔成为它们寻找觅食目标的息习之地;
2) 故障点所在地段为平原地区, 若周围没有树木和高大的建筑物, 而鸟类的习性又喜欢在高处停留, 所以杆塔就是鸟类停留的唯一选择, 鸟群或体形较大的鸟类会长时间在杆塔上休息、嬉戏;
3) 故障点杆塔所处地段附近有湿地、湖泊时, 水鸟会前来捕食。
2 鸟害故障的几种类型
2.1 鸟粪闪络
鸟类喜欢栖落于高处, 杆塔是其选择的最佳位置之一。当其在杆塔的横担挂点处排泄粪便时, 粪便在下落过程中形成细长的下落体, 当其长度达到可放电间隙时, 导线与横担间就会产生放电, 发生飞弧短路接地, 220k V线路可直接引起线路跳闸。另一种情况是鸟粪在绝缘子串叶片上形成积污, 导致绝缘子周围电场发生严重畸变, 鸟粪积污区的下端与导线高压侧的电场强度大大增加, 同时鸟粪积污区的上端与横担间的空气间隙电场强度也增加, 在潮湿天气环境下这会使鸟粪的电导率增大, 当超过一定值时形成局部电弧, 导致绝缘子发生闪络。
2.2 鸟巢短路
鸟在筑巢时除了选择树枝为搭建材料以外, 也会根据筑巢附近的环境来选择其他材料, 如建筑工地附近废弃的金属线等, 当这类物体发生掉落或下垂时, 就会引起放电, 造成线路跳闸。同时, 挂在横担与导线之间的树枝类筑巢材料在阴雨天受潮后也会成为导电体, 使空气间隙减小而引起放电, 导致线路跳闸。
3 不断探索与完善防鸟害措施
(1) 与兄弟单位经常交流防鸟工作方面的新的实践成果, 并利用网络, 通讯等信息平台, 实现信息共享。
(2) 深入了解线路沿线鸟类活动情况, 做好线路鸟害特征区域的界定与划分, 并及早安装防鸟装置, 在安装防鸟装置前, 对已有鸟粪的绝缘子要事先将其清除, 以免以后造成误判断, 否定防鸟装置的作用。
(3) 根据各地防鸟害经验, 以及经过不断的实践和查阅相关资料发现, 鸟类对红色较为敏感。因此在订购、制作防鸟刺时, 要求将防鸟刺涂成红色, 增大防鸟刺防鸟效果。安装后经过观察, 效果比较明显。
(4) 加强对防鸟装置的日常管理与维护, 长期监控防鸟装置的实效性, 不断开展分析总结, 为防鸟害工作提供基础依据。
(5) 不断研制新的防鸟害装置, 如具有声, 光的电子驱鸟装置, 基本原理是:当物体突然进入该装置的红外线测试区域内, 就自动接通电源发出鸟类惨叫和亮光, 起到驱鸟的作用。
(6) 对线鸟重鸟害区采用加装绝缘挡板, 惊鸟彩旗和防鸟围栏等多种措施进行防鸟措施补强。
(7) 在部分线路上加装了防鸟大盘径伞裙, 或采用绝缘子与防鸟刺配合的综合防鸟措施。
4 常见防雷技术措施
(1) 接地装置的处理。高压输电线路耐雷水平随杆塔地电阻的增加而降低。电压等级越高, 降低杆塔接地电阻的作用将变得更加重要。
(2) 接地装置埋深。要求大于0.6M, 采用增大截面的接地引下线, 引下线 (热镀锌) 表面要进行防腐处理, 严格按照规程执行接地装置的开检查制度。重点检查接地装置的埋深, 接头和截面的测量, 对不合格的及时进行处理。
(3) 降低杆塔接地电阻, 还需要确保架空地线, 接地引下线, 地网相互之间的良好连接。
(4) 在中性点不接地或中性点经消弧线圈拉地系统中, 为保护变电所的设备不遭受直击雷, 限制进入到变电所的雷电流幅值和降低侵入波陡度, 一般对35KV线路只在变电所进行出线档的1-2KM装设架空地线。
(5) 加强绝缘和采用不平衡绝缘方式。在雷电活动强烈地段, 大跨越高杆塔及进线段, 应增加绝缘子片数。因为这些地方落雷机会较多, 塔顶电位高, 感应过电压大, 受绕击的概率也较大, 通过适当增加绝缘子片数, 增大导线和避雷线间的距离, 达到加强绝缘的目的。
(6) 安装线路避雷器。避雷线的架设在一定程度上降低了导线上的感应过电压, 但不是完全消除, 这就要求被封避雷器来将雷电流泄放到大地, 从而限制过电压, 保障输电线路及设备的安全。未沿全线架设避雷线的35KV-110KV架空输电线路, 应在变电所1KM-2KM的进线段架设避雷线, 此外, 发电厂, 变电所的35KV及以上电缆进线段, 在电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器, 连接电缆段的1KM架空线路应架设避雷线。
(7) 装设自动重合闸装置。由于线路绝缘具有自恢复性能, 大多数雷击造成的闪络事故在线路跳闸后能够自行消除。因此, 安装自动重合闸装置对于降低线路的雷击事故率具有较好的效果。
5 结束语
鸟害防治工作是一项需要长期开展的工作, 对输电线路的安全运行具有重要意义, 随着电子技术的不断提高, 各种新型的防鸟设备不断问世, 防雷技术不断地完善, 高压输电工作会更加提高。
参考文献
[1]苑爱国, 张晓平, 刘哲辰.高压输电线路防鸟害措施分析[J].电力安全技术, 2012 (6) .
[2]列剑平.高压输电线路防鸟设施应用及效果研究[J].东北师大学报:自然科学版, 2013 (6) .
浅谈500kv输电线路防雷技术 第11篇
关键词：500kv输电线路;防雷
目前，随着经济的发展，我国的500kV超高压输电线路得到快速发展，500kV超高压输电线路中一般情况下都需要沿线布置避雷防护装置。因为500kV超高压输电线路的架设区域多为远离城市居民区或农村密集地的地点，即多为空旷的平原、山岭等人烟稀少地带，相比于人员集中区，这些人员稀少地带的气候、地形都非常复杂多变，由此大大增加了输电线路被雷击的概率，从而导致线路的跳闸以及闪络放电等事故，这对500kV超高压输电线路的安全稳定运行造成严重的影响。因此如何保证500kV超高压输电线路的安全可靠的运行，是超高压输电线路防雷研究的一个重点。
一、500kV超高压输电线路中的雷电流
雷电流是指雷击于接地良好的目标时泄入大地的电流。雷电流的幅值一般都是在杆上或者避雷针上用磁钢棒测出的。
雷电流的幅值Im与当地气象条件有关，不是一个固定值，只有通过大量实际测量，通过统计等科学手段才能正确估算当地雷电流概率分布规律。根据我国许多地区雷电流的实测数据表明：雷电流发生的波头时间与雷电流幅值成同样的趋势，和杆塔高度无明显关系，因此在输电线路雷电设计中，我国大部分地区的雷电流概率分布可用式（1）进行估算：（1）式中：Im表示的就是雷电流的幅值，单位为kA;P表示的就是雷电发生区大于雷电流幅值Im的概率。
二、500kv输电线路易击区
根据我国500kV输电线路大量运行实测表明，500kV超高压电网遭受雷击的事故主要与以下四个因素有关：输电线路雷电流强度;线路是否拥有架空地线;超高压线路绝缘子的50%放电电压大小;杆塔的接地电阻是否满足设计要求。由于超高压输电线路的路径走势变化复杂，在输电线路的某些地段线路往往容易遭受雷击，这些地段在防雷设计中通常被称为线路的“易击区”，也是防雷设计的重点对象。
三、雷电对500kV超高压输电线路的危害
就目前来说，雷电对500kV超高压输电线路的产生的主要危害以下2个方面
3.1雷电反击危害
雷击反击使得500kV超高压输电线路产生跳闸事故，也就是直击雷现象。因为输电线路中的电线杆、电线塔或避雷装置遭受雷击之后，会产生很大的雷电电流从而击穿大地，同时输电线路的电线杆塔的接地电阻不能满足设计规范，就会使得接地电压幅值瞬间增大，由此会在线路中产生更大的感应电压，形成雷电反击事故，该事故的危害很大，产生的瞬间放电电压高达几万到几百万伏，电流也随之升高到几十万安，如此高的电流会把在雷电反击的范围内所有事物给融化或灼伤。500kV超高压输电线路多在输电线塔顶附近的装备或是避雷针上发生雷电反击现象，造成多相或單相形式的瓷瓶闪络，最终使得输电线路跳闸。
3.2雷电绕击危害
500kV超高压输电线路在安装避雷针之后就可以有效的避免雷电反击现象，从而可以安全稳定的进行传输电能。但是，雷电仍然会绕过避雷针直接击打在导线上，由此产生输电线路的雷电绕击。雷电绕击现象多发生在输电线路周围空旷或是线路配置复杂的地区。雷电反击一般会在迎着雷电云的一面造成线路的边相瓷瓶串闪络，也可能会从导线的两旁释放超高的雷电流而造成瓷瓶串闪络;另外，还有可能雷电反击产生的超高电流绕击在导线的一侧从而造成瓷瓶串闪络，因为此时的雷电流超高，那么经由输电线塔传入大地时就会产生很大电位差，所以就会造成瓷瓶闪络。
四、500kV超高压输电线路运行中的防雷措施
综合以上雷电的危害，我们需要综合考虑各项因素来选择500kV超高压输电线路的避雷措施，一般情况下根据本地的线路特点，主要考虑当地的线路的运行方式及重要意义、地形的特点及地质电阻率，还有当地的雷电活动情况，在通过科学有效的鉴定技术，制定适宜的防雷保护措施。
4.1选取合理的输电线路路径
雷击现象的出现，就有其必然存在的原因，所以产生了很多雷击区，在选择输电线路的路径时尽量避免经过雷击区，就会减少很多的雷击危害。容易造成雷击危害的雷击区主要有：地下水位高易导电或是地下含有易导电矿物质的区域;在山口峡谷地带的顺风区或山区的多风地带等雷暴走廊区;山丘顶部或植被长势良好的向阳区等。
4.2安装防绕击预放电避雷针
防绕击预放电避雷针具有一般侧针所没有的技术特点，防绕击预放电避雷针比传统避雷针放电提前，它能将动态雷闪所产生的高频脉冲电压重复不间断的送达针尖，以触发针尖空气电离提前放电，击穿空气介质，形成向上先导，在空中与雷云所产生的下行先导闪接，达到防绕击的目的。
4.3架空避雷线
目前使用最为广泛的防雷设备就是避雷线，是因为避雷线同时可以实现避免导线被雷电的直击以及线路的耦合、分流和屏蔽作用，且其防雷效果非常好。避雷线的分流作用指的是通过降低流过输电线塔的雷电流从而缩减塔顶与大地之间的电位差，以降低雷击危害。避雷线的耦合作用就是把线路中的导线耦合起来，降低线路中绝缘子的电压。避雷线的屏蔽作用则是直接通过屏蔽导线来降低导线上的感应过电压。架空避雷线是500kV超高压输电线路防雷的主要方法之一，该措施可以有效预防线路的雷电直击现象。不过该措施实现过程中需要投入大量的资金来建设避雷线架设架，且架设好的避雷线预防雷电绕击的效果并不理想。
4.4架设耦合地线
耦合地线就是在输电导线的下方或周围增设一条地线，一般是在接地电阻无法降低雷电流时才使用该措施。六合·耦合地线可以有效的分流雷电流，同时可以把绝缘子串两端产生的感应电压和反击电压之间的分量降低下来。由耦合原理可知，该方法可以减少雷击线路的跳闸事故。
4.5降低铁塔接地电阻
500kV超高压输电线路的耐雷击水平和防雷击跳闸情况是我们进行防雷保护主要考虑问题，而我们经常使用的措施则为降低输电线塔的接地电阻，那么怎样才能实现该措施呢？目前，我们用来降低输电线塔接地电阻的方法主要有：①在接地电阻上使用降阻剂。可以在规模小、面积小、接地网集中的地区使用该措施来降低接地电阻，属于普遍推广的方法之一。②使用爆破接地技术。该措施就是使用先进的爆破技术把地面破裂，再把电阻率较低的材料用压力机压入裂缝中，从而降低土质的导电性。③增加水平方向接地电阻的长度。水平接地电阻的长度越长发挥的电感效应就越大，其长度为55m左右时，电阻率是500Ω/m，而长度达到80m时，则电阻率上升为2000Ω/m。所以，当水平接地电阻的长度增加到一定值时，电阻的冲击系数就会下降到一个稳定值。
4.6安装自动重合闸装置
电网供电系统的自动跳闸是实现自我保护的方式之一，在系统完成自动跳闸之后故障一般就会消除。500kV超高压输电线路在遭受雷击之后会自跳闸消除线路上产生的闪络放电故障，避免了长期故障的产生。
五、结语
在500kV输电线路设计运行中，合理地选择线路、架空避雷线、避雷器等防雷措施可以有效的防止雷电的输电线路的破坏，提高整个输电线路的供电可靠性与经济性。
参考文献：
[1]索春梅.500kV同杆多回线路雷电反击性能的研究[硕士论文].东北电力大学，2007.
[2]张殿生主编.电力工程超高压送电线路设计手册[M].中国电力出版社，2003.
高压输电线路防雷 第12篇
结合多年电力线路模拟实验、运行经验和现场实测都能验证, 雷电绕过避雷线击中电力线路的概率与杆塔高度、避雷线对边导线的保护角以及线路经过地区的地质条件、地貌、地形等因素相关。
2 计算方法的简介
电力输电线路的防雷性能分析在综合考虑以上因素的基础上, 计算方法也是一个很重要的因素, 规程法, 是一种比较简单那得计算方法, 是把电力线路中的杆塔看成一等值电感杆塔上各点的电位大小都相等。所以, 当雷电击中杆塔顶部时, 如果没有考虑雷电流的过程, 地面倾角和雷电流大小相对于屏蔽效果的影响, 所以不能正常体现电力线路的实际情况, 没有办法解释绕击率过大的现象和屏蔽失效的现象。常见的行波法是把电力杆塔的每一段看做线路段, 将分布参数的路段化成不同的数据类型, 利用行波法计算各节点电位, 把求得的绝缘子串之间电位差对于时间的变化规律, 对比其伏特性, 以判别绝缘子有无闪络, 计算的过程体现出雷电波在杆塔上的传播过程, 以及反射波对杆塔各节点的影响, 计算出比较精确线路反击跳闸率, 但是计算量大, 考虑因素复杂。击距法对实际杆塔的屏蔽效果进行计算和验证。它是建立在击距概念基础上的电气集合模型分析法, 电气几何模型是把雷击机理作为根本, 将雷击线路的过程纳入其中, 引入了雷电流最大值与绕击率相关的观点, 完全考虑雷电参数和线路结构对绕击率的影响。
在最近的电力系统的防雷设计中, 主要的计算方法有击距法和规程法。规程法主要在分析线路屏蔽性能时缺陷比较大, 所以还采用电气几何模型 (EGM法) 来分析电力线路的绕击跳闸率。在计算线路反击跳闸率时, 应用规程法考虑的因素不多, 所以很多因素都省略了, 其中忽略了雷电流陡度。当采用行波法计算线路的反击跳闸率时, 则考虑了杆塔冲击接地电阻、雷电流陡度、地形、杆塔塔头尺寸等因素, 本论文同时采用规程法和击距法计算线路雷击跳闸率的方法。目前, 在我国分析电力线路防雷性能的方法主要有电气几何模型法、、规程法、概率论法等。故综合从以上几个方面考虑:在能反映线路雷击情况的条件下, 力争能够比较全面, 实际地与实际运行经验相符。
3 影响因素
高压输电线路的路径一般都有气象条件较为复杂、杆塔类型繁多、地形、高差较大等特点。在线路早期的规划设计中, 较多地采用规程法计算得绕击率, 这是按照山区地形计算, 因为高压线路途径地形繁杂;但对于击距法, 避雷线、导线的平均高度的计算远大于平原地区, 对于雷击地面为平原地区的2倍以上, 当地面倾角从0°增加到30°时, 雷电击中地面的距离也是增长2倍。所以, 在高压线路运用击距法时, 地面倾角为30°主要针对绕击跳闸率的计算。
在各种型式的杆塔中, ZM214A型杆塔的绕击跳闸率最高, 远远大于其它杆塔, 原因在于ZM214A型塔的屏蔽角为10.87°;在直立式塔中, ZM214A型塔的屏蔽角是最大的, 比ZM3、ZM212A、ZM213A、ZM52、ZM7、ZM51都大, 并且ZM214A型塔的高度最高, 呼称高为51m, 塔头高15m, 总塔高就达到了66m, ZM214A型塔的屏蔽角虽比转角塔的最大屏蔽角小, 但它的高度却远比转角塔ZMJ1、JT31、JT32高出许多, 转角塔最大呼称高为30m, 塔头14.2m。在本次设计中, 计算结果都是运用击距法计算的绕击跳闸率为地面倾角为30°时得出的。
(1) 地面倾角。如果杆塔呼称高不同时, 地面倾角影响的绕击跳闸率。如果增大地面倾角, 绕击跳闸率将呈非线性增加, 当地面倾角为0°时, 对绕击率的影相非常小, 通过计算, 根据数据显示, 绕击率几乎无变化;随着地面倾角增大, 绕击跳闸率增加的倍率不断变大。击距法中计算绕击跳闸是采取地面倾角为30°计算的, 通过地面倾角为0°和30°的比较, 很明显的看出, 地面倾角对绕击跳闸率的影响是一个不可忽视的因素。从图1中还可以看出, 随着呼称高的增加, 绕击跳闸率增大, 这进一步说明了绕击跳闸率受地面倾角和呼称高的影响; (2) 保护角。避雷线对边导线的保护角, 其实质表现了地线的屏蔽作用。这一效应在电气几何模型法中能够用地线垂直平分线与导线的位置来表示。保护角越大, 绕击区加大, 垂直平分线斜率增加, 将使绕击数上升。较为常见的是根据计算当°时, 绕击率将会明显上升。这与在规程法中, 随着保护角增大, 绕击跳闸率增大是一致的; (3) 杆塔高度。如果杆塔高度增加, 绕击数也会上升。并且当杆塔高度增加, 地面屏蔽效应减弱, 杆塔高度较大时, 绕击率会趋于饱和, 这就等于抛物线的相对位置有所改变。如果绕击区增大, 会使更多的雷电击不中地面而击中电力线路。而如果杆塔高度达到一定水平时, 地面的屏蔽作用会变得很小, 基本上低于垂直平分线以下区域的雷电都能击中电力导线。因此, 绕击数将基本上为饱和状态, 不再随杆塔高度上升而增加。所以结合减少绕击的目的, 应尽量减少降低杆塔高度和保护角。当杆塔高度增加同样大小时, 绕击的变化将远超过反击的变化, 也就是呼称高对绕击的影响比对反击的影响更大。在相关的图形中, 呼称高曲线与反击跳闸率近似呈线性关系, 绕击跳闸率与杆塔呼称高的关系近似为斜抛物线。绕击跳闸率在杆塔呼称高超过35m, 上升速度很快; (4) 其它因素。据相关资料分析, 发现档距对绕击跳闸率的影响也很大, 据统计, 档距对反击跳闸率影响微乎其微, 甚至不影响, 对绕击跳闸率的影响很大, 随着档距的增大, 绕击跳闸率下降很快, 档距在400m以前, 下降的速度比档距超过400m后的下降速度大, 而反击跳闸率变化趋势平缓, 基本上为一直线。由此可得:档距影响绕击跳闸率比影响反击跳闸率大得多。
影响绕击跳闸率的因素还有波阻抗和线路绝缘水平等。小雷电流在自然界中所占较大比例, 击中线路的雷电流幅值及线路总的落雷数的分布情况都应该与杆塔结构有关。满足引起绕击的最小雷电流的表达式为:k A。线路绝缘的与绕击耐雷水平关系密切, 如果提高线路的绕击耐雷水平, 则绕击中跳闸率将会下降。因此, 从减少绕击事故, 降低绕击跳闸率的观点出发, 应该增加绝缘子片数。
4 线路防雷的改进措施
(1) 对于用击距法计算绕击率结果比用规程法计算绕击率大几十倍的杆塔, 应该采取降低杆塔高度。避雷线对边导线的保护角一般采用20°-30°。两根避雷线相对于杆塔的距离, 应不超过导线对于避雷线间5倍的垂直距离; (2) 针对雷电活动增强, 雷击跳闸反击出现几率较高, 而此地区土壤电阻率较高的情况, 可采用降低杆塔接地电阻来防止反击事故发生。经常发生雷击故障的杆塔和线段和雷电活动强烈的地方, 应架设双避雷线、改善接地装置、适当加强绝缘或架设耦合地线; (3) 对绕击跳闸率高一些的第一段、第十一段, 第一段为输电线路的出线端, 对于击距法计算的绕击跳闸次数是规程法计算结果的七十多倍, 这与杆塔高度的关系较大, 可旁设避雷针或增加绝缘子片数以期减小保护角来降低绕击跳闸率; (4) 对于反击跳闸率较高、而杆塔高度不高的不对称塔最好的防护措施是加强绝缘, 通过增加绝缘子片数来提高其防雷性能。线路绝缘子每串个数m一般按运行电压所要求的泄露距离选定 (在非污秽区) ; (5) 及时更换闪络瓷瓶, 恢复线路绝缘水平。缘线的避雷绝放电间隙应根据继电保护的动作条件和避雷线上感应电压的续流熄弧条件来定。一般为10-40cm。如果是海拔1000m以上的地区, 应加大间隙值。在进行绝缘配合时, 应考虑杆塔尺寸误差、横担变形和拉线误差等因素; (6) 根据重雷区易击段杆塔所处的地理位置, 地形, 地貌, 采用有效屏蔽角计算公式校验杆塔有效保护角, 针对工频电阻很小, 而又曾遭受绕击得杆塔采用负保护角, 即在线路边导线外侧安装避雷针; (7) 有避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线, 15℃无风时档距中央导线与避雷线间的距离, 应该满足S0.012L+1的要求, 如果不满足, 通过改变导线, 地线驰度解决; (8) 为减少雷击引起的多相短路和两相异点接地引起的断线事故, 35k V和63k V无避雷线线路的钢筋混凝土杆和铁塔以及木杆线路上的铁横担均宜接地。接地电阻一般不受限制, 但多雷区不宜超过30Ω。
应全面考虑系统运行方式、线路的重要程度、地形地貌的特点、线路经过地区雷电活动强度、土壤电阻率的高低等条件来确定输电线路的防雷措施方式。再结合当地原有电力线路的实际情况因地制宜, 采取相对应的保护措施。
参考文献
[1]杨保初, 戴玉松.高电压技术[M].重庆大学出版社, 2001 (09) :148-160.
[2]关根志.高电压工程基础[M].中国电力出版社, 2003 (03) :194-205.
[3]林志伟.线路防雷中绕击电流的计算及修正[J].湖北电力, 2002 (01) :79-81.
[4]侯牧武, 曾嵘.感应过电压对输电线路耐雷水平的影响[J].电网技术, 2004 (12) :128-134.
