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摘 要 架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的重要方面,常用的防雷措施有:架设避雷线、安装避雷针、加强线路绝缘、采用砼杆导通、装设藕合地线、升高避雷线减小保护角、装设消雷器及安装负角保护针、使用接地降阻剂接地模块等。解决线路的雷害问题,要从实际出发因地制宜,综合治理。
关键词 接地电阻;砼杆导通;耦合地线;负角避雷针;降阻模块;更换土壤;防绕击避雷针
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)112-0108-02
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 雷害事故的形成
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”。
1)防直击,即使输电线路不受直击雷。
2)防闪络,即使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
3)防建弧,即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。
2 宜春电网1999年-2009年雷击跳闸分析
截止目前宜春电网220 kV线路共13条,491.703 km,基本覆盖重雷区域。据统计,线路60%处于山区、30%处于丘陵地区,1999年-2009年8月,220 kV线路因雷击跳闸38次,雷害已成为输电线路跳闸第一大也是最主要原因。
从图1、图2中可以看出,1999-2001年
雷击跳闸率较高,随着线路投入的增大,防雷措施的改进,2002-2006年有所下降,2007-2008年达到最低。本人经过对10年来220 kV线路雷击跳闸情况进行综合分析,宜春电网所辖地区最易遭受雷害的线路为220 kV铜线,
220 kV乐香线、兴李线、乐余线其次,其他为220 kV德香线、乐高I线、乐II线,主要区域分布在山区。每年雷雨季节,输电线路都不同程度地被雷击,雷害严重地威胁着电力系统及网络的安全运行,必须引起电力线路工作人员的高度重视。因此如何有效防止雷击故障的发生,对防雷措施进行综合研究,尽量降低雷击跳闸率,其安全效益是不可用金钱来衡量的。
3 架空输电线路防雷的具体措施
3.1 架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用。
1)分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位。
2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。
3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此,110 kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线,35kV线路只在变电站出线2 km左右装设。
同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°-30°。220 kV双避雷线线路应做到20°左右,在我公司新近施工和改建的施工当中,要求新杆塔应符合25项反措要求,并对砼杆的地线支架进行升高。
3.2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题。
1)由于避雷针而导致雷击概率增大。
2)保护范围小。国内外不少防雷专家,对避雷针能向被保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是:“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的BS6551法规曾指出:“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内的完整保护”。而德国防雷法规则有意识地不引入避雷针保护范围的概念。从避雷针因侧击雷、绕击雷,造成事故的实例来分析,其保护范围是不十分肯定的。
3)感应过电压、接触电压和跨步電压问题。由于避雷针的引雷作用,所以雷击次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地过程中,雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。
4)反击的危害。当雷电被吸引到针上,将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置,此时针和引线的电压很高,若针对被保护物之间的距离小于安全距离时,会由针及引下线向被保护物发生反击,损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离≥5 m,针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3 m,针对这一要求,微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范的要求。
5)电磁感应问题。在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中,会在周围产生强大的电磁场,它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场,可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电,从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备的失灵与损坏。受雷击的针及引线,在高频雷电流作用下,将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时,在入地点沿半径各点形成不同的电位,若跨入该区域会产生很高的跨步电压。在测避雷针不适用于对弱电设备的保护,更不易用于易燃易爆品的防雷保护。因它引来强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花,还会在附近的金属开口环处产生火花,从而引起事故。
3.3 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,这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高,感应过电压大,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,我公司对所管辖的220 kV线路作了调爬,直线杆塔为15片、耐张杆塔为14片且均为防污瓷瓶,对于线路风偏由我公司设计部门核算,也达到安全距离,符合规程要求。现我公司共调整220 kV线路934基,大大加强了线路绝缘水平;加大大跨越档导线与地线之间的距离,以加强线路绝缘。在35 kV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,从我公司35 kV线路东皇线来看,通过登杆检查,大多发现雷击点为普通悬式瓷瓶,而瓷横担几乎没有雷击现象。
3.4 采用砼杆导通方式
此方式为多年经验教训取得,长年来在大多数的脑海中总认为砼杆的导通情况不容置疑,但事实恰恰相反;由于近几年砼杆制作多为预应力杆内置箍筋为ф6的冷拔丝,主筋也为ф6的冷拔丝并含有一根专为接地用的ф12的圆钢与砼杆内筋相联,接地螺栓大多连在主筋上与接地园钢点焊在一个整体中,在以往的运行当中总认为砼杆的导通是很好的,但在运行当中往往被雷击时对杆的接地电阻进行测试又符合要求,这不得不使我们对杆段的连通情况进行怀疑,经过我们对砼杆的多次测试发现:很多内置接地钢筋与接地部分是不相联的,于是我们采用了GJ-50的钢绞线通过架空地线用压接鼻子与接地体相连,砼杆引下的钢绞线用抱箍进行固定,并要求钢绞线要与横担紧密相连,通过这种方式从而降低了雷击跳闸的次数,使雷击现象得到了一定的缓解作用。由于此方法安装简便,便于检修,也能直观的反映接地的情况,2006年03月止,我公司管辖的所有220 kV线路均进行了改造,共进行了双导通556基,现已开始对110 kV线路逐步进行改造。
3.5 装设可控避雷器
由于前幾年我公司的220 kV线路雷击跳闸异常凶猛,我公司和省公司科研部门进行了多次合作,2005年底在江西省中试所、湖北武高所在我公司进行了可控避雷器的安装,主要是雷击频繁区,共安装了10基杆塔;虽然是经过了一个春、夏,但从安装后的情况反映:自从安装后,该地区今年未出现雷击现象,也没有雷击发生;但它的缺点是支架过重、过高,且施工当中是拆除了数根斜材,而后安装在一块整铁板上的,对今后的维护、检修带来不便。
3.6 藕合地线
藕合地线可起两个作用:一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。据据我公司的运行经验,在110 kV德景线132-148#之间装设了16基杆塔的易击段装设藕合地线后,很多年没有雷击现象,显著提高了线路耐雷水平。但美中不足的是,安装藕合地线是在导线下方,距地面过底,对当地行走和车辆造成危害,加上有老蓄意偷盗,也给维护工作带来诸多不便。
3.7 安装负角保护针
负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针,主要安装在边导线横担外侧,也还需和导通线相连,避雷针安装倾斜角度以30°-35°为宜,其底座为夹并形式;其目的是改变了避雷线的保护角,因为避雷针伸出导线外侧,按角度计算为负角,其次改善屏蔽,减小临界击距。2006年初,我公司到吉安、赣州两公司进行了学习取经,通过学习后我们也进行了改进,主要是负角针的长度和角度进行了修定,截止到2006年08月,我公司对220 kV线路共安装了927基;对110 kV线路,我公司也将逐步进行安装;对安装负角保护针这一方法曾在广东、贵州等地采用,有一定的效果。制作、安装和运行维护方便,以及经济花费不多是其特点。
3.8 装设消雷器
消雷器是一种新型的直击雷防护装置,在国内已有十余年的应用历史,目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套,运行情况良好。虽然对消雷器的机理和理论还存在怀疑和争论,但它确实能消除或减少雷击的事实已被越来越多的人承认与接受。消雷器对接地电阻的要求不严,其保护范围也远比避雷针大。在我公司220 kV铜线82#塔安装了一基,通过3年来登杆检查发现:计数器反映了6次,但线路没有一次是因为此处而跳闸的。
3.9 使用接地降阻剂
近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂,取得了较好的降阻效果,介绍降阻剂的文章也不少,降阻剂确实热极一时。为此,我公司在220 kV德线52-57#,采用了北京欧地良公司推荐的产品,从当时埋设的接地扁铁来看,它所要求的射线不很长,但所搭接的扁铁总长有的甚至达到300 m;按以往我们公司进行接地改造时大多为放射性射线,有时一根长都达到300 m,这在他们来看是不可取的,而从他们改造所测的数据来反映,接地电阻均达到10欧姆以下,但还需经过时间的考验才能证明;此后,我公司又在220 kV德线35-36#进行了两基换土与参用降阻剂的办法,与此同时,我公司还在220 kV铜线用接地模块进行了20基的改造,目的想通过两种方式能够取得更好的解决办法。
3.10 采用更换土壤减低土壤电阻率
由于我分公司管辖区域多为高山、丘陵地带,土质情况多为风化石、岩石;在每次进行电阻改造前均对土壤电阻进行测试,电阻率大多为5 000欧姆以上。但有的区域在红石山上,对该地区红石粉进行测试发现它的土壤电阻率在60欧姆-80欧姆之间,且该地区的电阻情况也很好;同时,在我公司管辖区域有很多矿区,主要的是德兴铜矿,我们也对铜矿的尾砂矿进行的测试,发现它的土壤电阻率在50欧姆-90欧姆之间;鉴于此种情况,我公司对高山处的杆、塔进行了更换土壤试验,一基采用全部用红石粉,另一基用尾砂矿,通过改造相比原接地情况得到了一定的改善。由于此种方式在我公司有一定的条件,因此,公司在2006年09月起全面普开。
3.11 采用中性点非有效接地方式
在我国35 kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高了线路的耐雷水平。因此,对35 kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔,必须做好接地措施。
3.12 安装防绕击避雷针
防绕击避雷针是综合利用电气几何模型和雷电绕击先导等现代输电线路防雷理论研究的最新成果,适用在架空电力线路地线上安装,能有效防止雷电绕击导线,大幅度降低的雷击故障跳闸率。并且自身具有阻尼消振性能,安装方便,对确保电网安全运行具有重要的作用。据研究表明:不同方位的避雷针发生定位迎面先导的方位不同,垂直方向的避雷针更易于接闪高空、高幅值雷云,因而,不宜装在输电线路,尤其是已架有避雷线的输电线路上,以避免本来不应在杆塔顶部高空定位的高幅值雷云,反被吸引到杆塔自身。在杆塔上安装侧面接闪针,以防护进入杆塔侧面避雷线屏蔽失效区的低空雷电先导,补充避雷线屏蔽的不足。2009年8月开始,我公司已在220 kV兴李线、乐德线、铜线、德香线、乐香线、梅余线等线路呼高在172基27 m以上杆塔进行防绕击避雷针的安装。
4 结论
总之,影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多,有一定的复杂性,解决线路的雷害问题,要从实际出发,因地制宜,综合治理。从目前我公司防雷的措施来看,主要还是解决接地电阻大的问题,公司在大力改造220 kV线路接地电阻大于30欧姆的杆塔,但在采取防雷改进措施之前,还应要认真调查分析,充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况,核算线路的耐雷水平,研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等,最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进
措施。
参考文献
[1]易辉,崔江流.我国输电线路运行现状及防雷保护[J].高电压技术,2001,06.
关键词 接地电阻;砼杆导通;耦合地线;负角避雷针;降阻模块;更换土壤;防绕击避雷针
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)112-0108-02
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 雷害事故的形成
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”。
1)防直击,即使输电线路不受直击雷。
2)防闪络,即使输电线路受雷后绝缘不发生闪络。
3)防建弧,即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。
2 宜春电网1999年-2009年雷击跳闸分析
截止目前宜春电网220 kV线路共13条,491.703 km,基本覆盖重雷区域。据统计,线路60%处于山区、30%处于丘陵地区,1999年-2009年8月,220 kV线路因雷击跳闸38次,雷害已成为输电线路跳闸第一大也是最主要原因。
从图1、图2中可以看出,1999-2001年
雷击跳闸率较高,随着线路投入的增大,防雷措施的改进,2002-2006年有所下降,2007-2008年达到最低。本人经过对10年来220 kV线路雷击跳闸情况进行综合分析,宜春电网所辖地区最易遭受雷害的线路为220 kV铜线,
220 kV乐香线、兴李线、乐余线其次,其他为220 kV德香线、乐高I线、乐II线,主要区域分布在山区。每年雷雨季节,输电线路都不同程度地被雷击,雷害严重地威胁着电力系统及网络的安全运行,必须引起电力线路工作人员的高度重视。因此如何有效防止雷击故障的发生,对防雷措施进行综合研究,尽量降低雷击跳闸率,其安全效益是不可用金钱来衡量的。
3 架空输电线路防雷的具体措施
3.1 架设避雷线
架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用。
1)分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位。
2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。
3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。
通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此,110 kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线,35kV线路只在变电站出线2 km左右装设。
同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°-30°。220 kV双避雷线线路应做到20°左右,在我公司新近施工和改建的施工当中,要求新杆塔应符合25项反措要求,并对砼杆的地线支架进行升高。
3.2 安装避雷针
安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题。
1)由于避雷针而导致雷击概率增大。
2)保护范围小。国内外不少防雷专家,对避雷针能向被保护物有多大的保护距离做了系统的研究得出的结论是:“对一根垂直避雷针无法获得十分肯定的保护区域”。英国的BS6551法规曾指出:“经验显示不能依赖避雷针提供任何保护区内的完整保护”。而德国防雷法规则有意识地不引入避雷针保护范围的概念。从避雷针因侧击雷、绕击雷,造成事故的实例来分析,其保护范围是不十分肯定的。
3)感应过电压、接触电压和跨步電压问题。由于避雷针的引雷作用,所以雷击次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地过程中,雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。
4)反击的危害。当雷电被吸引到针上,将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置,此时针和引线的电压很高,若针对被保护物之间的距离小于安全距离时,会由针及引下线向被保护物发生反击,损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离≥5 m,针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3 m,针对这一要求,微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范的要求。
5)电磁感应问题。在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中,会在周围产生强大的电磁场,它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场,可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电,从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备的失灵与损坏。受雷击的针及引线,在高频雷电流作用下,将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时,在入地点沿半径各点形成不同的电位,若跨入该区域会产生很高的跨步电压。在测避雷针不适用于对弱电设备的保护,更不易用于易燃易爆品的防雷保护。因它引来强大的雷电流在接地引线断线卡处易产生火花,还会在附近的金属开口环处产生火花,从而引起事故。
3.3 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,这就增加了杆塔落雷的机会。高塔落雷时塔顶电位高,感应过电压大,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,我公司对所管辖的220 kV线路作了调爬,直线杆塔为15片、耐张杆塔为14片且均为防污瓷瓶,对于线路风偏由我公司设计部门核算,也达到安全距离,符合规程要求。现我公司共调整220 kV线路934基,大大加强了线路绝缘水平;加大大跨越档导线与地线之间的距离,以加强线路绝缘。在35 kV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,从我公司35 kV线路东皇线来看,通过登杆检查,大多发现雷击点为普通悬式瓷瓶,而瓷横担几乎没有雷击现象。
3.4 采用砼杆导通方式
此方式为多年经验教训取得,长年来在大多数的脑海中总认为砼杆的导通情况不容置疑,但事实恰恰相反;由于近几年砼杆制作多为预应力杆内置箍筋为ф6的冷拔丝,主筋也为ф6的冷拔丝并含有一根专为接地用的ф12的圆钢与砼杆内筋相联,接地螺栓大多连在主筋上与接地园钢点焊在一个整体中,在以往的运行当中总认为砼杆的导通是很好的,但在运行当中往往被雷击时对杆的接地电阻进行测试又符合要求,这不得不使我们对杆段的连通情况进行怀疑,经过我们对砼杆的多次测试发现:很多内置接地钢筋与接地部分是不相联的,于是我们采用了GJ-50的钢绞线通过架空地线用压接鼻子与接地体相连,砼杆引下的钢绞线用抱箍进行固定,并要求钢绞线要与横担紧密相连,通过这种方式从而降低了雷击跳闸的次数,使雷击现象得到了一定的缓解作用。由于此方法安装简便,便于检修,也能直观的反映接地的情况,2006年03月止,我公司管辖的所有220 kV线路均进行了改造,共进行了双导通556基,现已开始对110 kV线路逐步进行改造。
3.5 装设可控避雷器
由于前幾年我公司的220 kV线路雷击跳闸异常凶猛,我公司和省公司科研部门进行了多次合作,2005年底在江西省中试所、湖北武高所在我公司进行了可控避雷器的安装,主要是雷击频繁区,共安装了10基杆塔;虽然是经过了一个春、夏,但从安装后的情况反映:自从安装后,该地区今年未出现雷击现象,也没有雷击发生;但它的缺点是支架过重、过高,且施工当中是拆除了数根斜材,而后安装在一块整铁板上的,对今后的维护、检修带来不便。
3.6 藕合地线
藕合地线可起两个作用:一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。据据我公司的运行经验,在110 kV德景线132-148#之间装设了16基杆塔的易击段装设藕合地线后,很多年没有雷击现象,显著提高了线路耐雷水平。但美中不足的是,安装藕合地线是在导线下方,距地面过底,对当地行走和车辆造成危害,加上有老蓄意偷盗,也给维护工作带来诸多不便。
3.7 安装负角保护针
负角保护针可看成装在线路边导线外侧的避雷针,主要安装在边导线横担外侧,也还需和导通线相连,避雷针安装倾斜角度以30°-35°为宜,其底座为夹并形式;其目的是改变了避雷线的保护角,因为避雷针伸出导线外侧,按角度计算为负角,其次改善屏蔽,减小临界击距。2006年初,我公司到吉安、赣州两公司进行了学习取经,通过学习后我们也进行了改进,主要是负角针的长度和角度进行了修定,截止到2006年08月,我公司对220 kV线路共安装了927基;对110 kV线路,我公司也将逐步进行安装;对安装负角保护针这一方法曾在广东、贵州等地采用,有一定的效果。制作、安装和运行维护方便,以及经济花费不多是其特点。
3.8 装设消雷器
消雷器是一种新型的直击雷防护装置,在国内已有十余年的应用历史,目前架空输电线路上装设的消雷器已有上千套,运行情况良好。虽然对消雷器的机理和理论还存在怀疑和争论,但它确实能消除或减少雷击的事实已被越来越多的人承认与接受。消雷器对接地电阻的要求不严,其保护范围也远比避雷针大。在我公司220 kV铜线82#塔安装了一基,通过3年来登杆检查发现:计数器反映了6次,但线路没有一次是因为此处而跳闸的。
3.9 使用接地降阻剂
近几年来国内一些单位在处理接地时使用了降阻剂,取得了较好的降阻效果,介绍降阻剂的文章也不少,降阻剂确实热极一时。为此,我公司在220 kV德线52-57#,采用了北京欧地良公司推荐的产品,从当时埋设的接地扁铁来看,它所要求的射线不很长,但所搭接的扁铁总长有的甚至达到300 m;按以往我们公司进行接地改造时大多为放射性射线,有时一根长都达到300 m,这在他们来看是不可取的,而从他们改造所测的数据来反映,接地电阻均达到10欧姆以下,但还需经过时间的考验才能证明;此后,我公司又在220 kV德线35-36#进行了两基换土与参用降阻剂的办法,与此同时,我公司还在220 kV铜线用接地模块进行了20基的改造,目的想通过两种方式能够取得更好的解决办法。
3.10 采用更换土壤减低土壤电阻率
由于我分公司管辖区域多为高山、丘陵地带,土质情况多为风化石、岩石;在每次进行电阻改造前均对土壤电阻进行测试,电阻率大多为5 000欧姆以上。但有的区域在红石山上,对该地区红石粉进行测试发现它的土壤电阻率在60欧姆-80欧姆之间,且该地区的电阻情况也很好;同时,在我公司管辖区域有很多矿区,主要的是德兴铜矿,我们也对铜矿的尾砂矿进行的测试,发现它的土壤电阻率在50欧姆-90欧姆之间;鉴于此种情况,我公司对高山处的杆、塔进行了更换土壤试验,一基采用全部用红石粉,另一基用尾砂矿,通过改造相比原接地情况得到了一定的改善。由于此种方式在我公司有一定的条件,因此,公司在2006年09月起全面普开。
3.11 采用中性点非有效接地方式
在我国35 kV及以下电力系统中采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样可使由雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高了线路的耐雷水平。因此,对35 kV线路的钢筋混凝土杆和铁塔,必须做好接地措施。
3.12 安装防绕击避雷针
防绕击避雷针是综合利用电气几何模型和雷电绕击先导等现代输电线路防雷理论研究的最新成果,适用在架空电力线路地线上安装,能有效防止雷电绕击导线,大幅度降低的雷击故障跳闸率。并且自身具有阻尼消振性能,安装方便,对确保电网安全运行具有重要的作用。据研究表明:不同方位的避雷针发生定位迎面先导的方位不同,垂直方向的避雷针更易于接闪高空、高幅值雷云,因而,不宜装在输电线路,尤其是已架有避雷线的输电线路上,以避免本来不应在杆塔顶部高空定位的高幅值雷云,反被吸引到杆塔自身。在杆塔上安装侧面接闪针,以防护进入杆塔侧面避雷线屏蔽失效区的低空雷电先导,补充避雷线屏蔽的不足。2009年8月开始,我公司已在220 kV兴李线、乐德线、铜线、德香线、乐香线、梅余线等线路呼高在172基27 m以上杆塔进行防绕击避雷针的安装。
4 结论
总之,影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多,有一定的复杂性,解决线路的雷害问题,要从实际出发,因地制宜,综合治理。从目前我公司防雷的措施来看,主要还是解决接地电阻大的问题,公司在大力改造220 kV线路接地电阻大于30欧姆的杆塔,但在采取防雷改进措施之前,还应要认真调查分析,充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况,核算线路的耐雷水平,研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等,最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进
措施。
参考文献
[1]易辉,崔江流.我国输电线路运行现状及防雷保护[J].高电压技术,2001,06.