分析高压输电线路雷电绕击、反击的识别 刘宝宝.docx

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摘要:在我国各项经济获得稳步发展的同时,电力行业获得良好发展。输电线路是电力系统的重要组成部分。然而在高压输电线路中会出现雷电绕击、反击的现象。雷电绕击和反击所采取的防护手段不同:反击主要靠提高线路绝缘水平、降低杆塔接地电阻来提高耐雷水平,而绕击主要靠改进线路保护角等方式来降低绕击率。对雷击故障类型进行辨识可以为防雷设计提供依据,有针对性地采取防雷措施,可提高线路防雷水平。
关键词:高压输电线路;雷电绕击;反击;识别
引言随着时代的发展,电力的应用已经普及到了生活的方方面面,现在电力系统由雷电引起的跳闸中,绕击、反击的判别极其困难,如普遍使用的雷电定位仪,虽然可以测量雷电流的参数(幅值、陡度),但无法鉴别出绕击与反击。因此,找到一个方便、易行的输电线路雷电绕击与反击判别方法,是电力系统防雷研究的焦点问题。
高压输电线路雷电绕击、反击的识别高压输电线路的正常运行与城市生产、生活关系紧密,对此必须准确识别雷电绕击与反击。根据雷电监测系统,采取仿真模拟的方式将雷电绕击、反击情况全面展示出来,准确判断绕击、反击的情况。如果杆塔被雷电击中,绝缘子一定会出现串电位情况,其中如果差值为Uins>0,则入地电流的值IgVO。如果雷电击中导线,则差值会出现相反情况,也就是UinsVO,lg>0。雷电同时击中杆塔与导线,高压输电线路的绝缘子串,电位会迅速降到0,并且两端电位同时变化,这个变化代表着高压输电线路出现接地故障。雷电击中杆塔的前提下出现闪络情况,电击情况结束,杆塔Uins值变为0,雷电临近杆塔过程中,绝缘子串闪络,数值从Uins>O转变为UinsVO。Uins、Ig值的变化,是识别雷电绕击、反击的关键。根据绝缘子电位差的变化与Uins方向,这其中Uins方向为Di,当Uins变化期间,根据时间t的变化规划区域面积,及时对极性方向对高压输电线路加以表征。这期间高压输电线路识别绕击、反击期间,需要时刻注意线路出现叠加,导致高压输电线路的工频电压受到影响,造成分析结果不准确。当然计算区域面积之前,还需要及时平移Uins,保证所有计算数值的初值均为0。综合分析线路反射波可能受到的影响,及时制定预防措施,确保仿真模拟识别准确。仿真操作中,电压出现明显变化,“是主要识别计算区间,利用梯形法计算方法,准确计算区域面积。>0,则符合Uins>0,Di=1的条件,但是如果相反,,则Di=1基础上Uins<0。根据此运行原理,^s-5^s变化过程中的区域面积,同时确定Uins变化方向。模拟仿真中,Ig方向变化以Dt表示,积极计算区域面积变化,并且获取雷电反击与雷电绕击特征参数。
防绕击措施
合理安装线路避雷器避雷器是防止绝缘子闪络的专用设施,目的是提升线路的雷电抵抗性能。特
高压输电线路雷电绕击防护要选择耐雷水平120kA以上设备,利用较大的绕击电流实现线路防雷击保障。在构建接地电阻时,要做好电压钳制作管理。依据接地电阻的计算,当线路耐雷水平达到100kA时,出现最大坡度下特高压输电线路雷电绕击的概率很低,选择此数值可有效应对大多数情形。
全面沿用一些较低的电阻进行塔杆接地控制
将超高压输电线路中的杆塔接地电阻数值大幅度降低,也能够有效的提高超
高压输电线路的抗绕击雷能力,能够有效的降低绕击雷给输电线路正常运行所带来的影响。其主要原理为:一旦杆塔接地电阻数值降低,杆塔顶端的电位也会随之缩减,这个时候的杆塔以及杆塔上的输电线路抗雷能力就会大幅度提高,从而有效减少或避免雷击给输电线路正常运行带来影响。在对杆塔接地电阻值进行实际调试的时候,调试方式是非常多的,很多技术人员在进行电阻值调试的过程中,都会采用水平延接地体以及加装导线部件的方式来对杆塔接地电阻值进行调整,但是其并不适用于雷电绕击隐患,因此,还应当对其他调试方式进行研究与分析。
特高压线路绕击防护措施适用性架空线路常用绕击防护措施有减小保护角、使用并联间隙、装设线路避雷器装设杆塔侧针、安装耦合地线或旁路地线等,由于特高压线路的特殊性,并非所有防护措施均适用。原因在于:①特高压线路输送功率大,一旦跳闸电网将被迫在短时间内进行大量备用投入,同时特高压线路往往是大区电网之间的联络线,对电网稳定性十分重要,因此特高压线路绕击防护的目标是尽量使绕击跳闸接近0。并联间隙虽能保护绝缘子,但在不增加串长的情况下会增加线路跳闸率,不适合特高压线路。②特高压线路塔高串长,电磁环境复杂,线路运维尚处于积累经验期,从运维角度而言线路结构越简单越好,因此架设耦合地线、旁路地线尽量不予使用。综合考虑,减小保护角、使用线路避雷器、安装杆塔侧针对特高压线路绕击防护较为适用。
,其能够承受的雷电流的幅值等都在一定的范围内,如果超出了范围,线路的安全性必然会受到影响。基于这样的考虑,通过模型设计确定计算公式,对相应的标准数值做科学性的计算,并在计算的基础上完善设计,保证设计的全面性、细节性。整个输电线路的雷电绕击防护性能,因为设计有计算做基础,所以其性能优化的目标可以全面实现。
防反击措施
降低杆塔接地电阻是预防反击的主要措施之一对特殊的岩石地段可采用架设塔身耦合地线、沿线路走向敷设伸长接地体和
塔身拉线等来分流雷电流。雷击故障后,除发生雷击跳闸后的线路要及时组织巡线检查外,还必须及时对遭受雷击的杆塔接地电阻进行实测对不合格的杆塔接地电阻要及时处理。
反击过电压在雷电击中塔顶的先导放电阶段,导线、避雷线和杆塔上都会感应出带异性
电的束缚电荷。在主放电阶段,先导通道中的负电荷与杆塔、避雷线及大地中的正电荷迅速复合,形成雷电冲击电流。此时,一方面负极性的雷电冲击波沿着杆塔向下和沿避雷线向两侧传播,使塔顶电位不断升高,并通过电磁耦合使导线电位发生变化;另一方面由塔顶向雷云迅速发展的正极性雷电波,引起空间电磁场的迅速变化,又使输电线上出现正极性的感应雷电波。作用在线路绝缘子串上的电压为横担高度处杆塔电位与导线电位之差。这一电压一旦超过绝缘子串的冲击放电电压,反击就会发生。
加强线路零值瓷瓶的检测,保证线路有足够的绝缘强度山区线路尽量采用钢化玻璃绝缘子,可以免去大量的零值测试工作。合成绝缘
子对污秽严重地区作用明显,但在山区,由于遭受雷击后巡查和雷击点定位较困难,如果遭雷击后金属端部烧损严重,渗水性能下降,潮气进入,也极易引起再次雷击引起芯棒烧损掉串。因此,合成绝缘子的金具或绝缘烧损后,要及时更换。
结语
目前对于电力输电线路雷电的有效防护是一个难点,尤其是雷电绕击、反击的鉴别更是困难
,这也是电力系统绝缘设计、雷击事故技术分析、责任分析等实际工作急需解决的问题。对于防止反击来说,降低杆塔接地电阻,尽量减小杆塔高度及接地体长度至关重要;架设耦合地线,由于增大了避雷线与导线之间的耦合系数,减少了绝缘子串两端的反击电压和感应分量。
参考文献:
[1]].工程论坛,中国科技信息,2005(17):151-157.
[].水利科技,2004(2):54-55.