110kV架空输电线路防雷技术与措施

摘要:本文通过对输电架空线路防雷措施设置现状的分析，指出加强电网输电架空线路防雷措施的主要性，并提出了相应的措施。

关键词: 架空; 输电线路; 防雷措施

中图分类号： TU856文献标识码： A 文章编号：

Abstract: Based on the analysis of the status quo set the transmission overhead line lightning protection measures, pointed out to strengthen the power transmission overhead line lightning protection measures and corresponding measures.Key words: overhead; transmission line; lightning protection measures

1 引言

架空输电线路在电网中的地位极为重要，一旦雷击损坏，将直接影响主网的安全可靠运行，造成严重的后果，因此要求有可靠的防雷措施。110kv 及以上架空输电线路路径多建于空旷地带或山上,由于暴露在自然中，极易受到外界的影响和损害, 主要是受到雷击故障的困扰。尤其是雷雨季节, 经常因雷害事故而造成大面积停电, 严重地影响了架空输电线路的安全、可靠运行。我国电网故障分类统计数据表明, 多雷地区线路雷击跳闸次数占总跳闸次数的40%～70% 。因此,如何切实有效地制定及改善架空输电线路的防雷措施, 已经成为确保线路安全、可靠运行的重要工作之一。

2 雷击的型式及危害

输电线路雷害的形式有两种, 一是感应雷, 二是直击雷。实际运行经验表明: 110kV 及以上电压等级的输电线路雷害的原因则主要是根据经验和故障现象, 因而比较难作出准确判断,这对于有针对性地采取防雷对策, 十分不利。郊外线路因地面附近的空间电场受山坡地形等影响, 其绕击率约为平原线路的3 倍, 或相当于保护角增大8°。雷电对电力设备绝缘危害最大的是直击雷过电压, 直击雷过电压的峰值很高, 破坏性很强, 在输电线路上可能引起绝缘子闪络、烧伤或击穿; 重者击断导线造成停电事故。

3 防雷措施

做好输电线路的防雷措施, 应从两方面入手: 一是线路防雷设备、设施、技术; 二是运行人员对线路防雷设备、设施的管理以及对防雷措施的认识。

3.1 运行管理

3.1.1 加强对防雷设备、设施的定期巡视

架空输电线路的防雷设备大多都位于野外, 经常遭受等外力破坏, 这其中有人为( 如盗窃) 的因素也有自然的因素。因此,只有加强对防雷设备的巡视检查, 及时掌握其运行状态, 才能使防雷设备真正地起到防雷的效果。

在对防雷设备的检查巡视中: 要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况; 接地线引下线是否有断股、断线的情况; 对运行时间长、实测接地电阻有达不到要求的, 可以对地网进行开挖检查, 看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失, 以确保各部分都接触良好方可。有时在测量地网电阻会发现读数为无穷大的现象, 这多数是由于接地引下线已与接地装置虚接所致。

3.1.2 定期对防雷设备、设施进行测试

结合线路工作, 每年至少记录一次线路避雷器记数的动作情况。

线路避雷器运行2～3 年应停电检查一次, 主要检查项目有: 端部附件的绣蚀情况; 绝缘子连接部分是否有脱胶、裂缝、滑移等现象; 绝缘子表面有无裂纹或粉化现象; 伞裙、护套材料有无变硬发脆现象, 有无漏电起痕与电蚀情况; 以线路避雷器本体及支撑件测量绝缘电阻, 与历年结果比较不应有明显变化; 对线路避雷器的间隙进行检查。

线路避雷器运行5 年应停电进行直流1mA 参考电压及75%参考电压下泄漏电流试验, 检查避雷器本体是否有劣化现象。

3.2 防雷设备、设施、技术

3.2.1 地线、引下线及接地装置的防腐

110kV及以上架空输电线路的防雷措施主要是通过架设架空避雷线, 装设接地装置, 通过引下线把雷电流释放到大地, 这也是我国目前在架空输电线路上运用比较普遍的防雷措施。影响这种防雷措施的缺陷主要是架空避雷线、接地装置、引下线锈蚀, 这是自然因素, 但可以人为地对其进行有效的预防和改善。新建设的线路防雷装置应选择热镀锌的钢绞线和圆钢来装设;锈蚀程序较微的线路防雷装置应对其进行防腐处理, 锈蚀程度较严重的应更换新的线路防雷装置。参考国内一些地方的运行经验, 结合实际, 对接地体引上处的防腐提出以下建议:

接地体引上处的防腐: 接地体从土壤引上时, 在地面表层与接地体接触处最易锈蚀, 这是因为地面表层处的接地体易受潮且暴露在外, 与空气中的氧气接触, 接地体铁部件在富氧和潮湿的条件下, 极易锈蚀, 特别是处于酸性土壤及低土壤电阻率粘土中的接地体以及长期由于受到化肥农药侵蚀的稻田里的接地体。而超出地面部分的接地体虽然也与空气中的氧气接触, 但其受潮情况明显优于地面表层处, 所以这部分接地体不易锈蚀。入土后的接地体部分, 土里的潮湿情况虽然严重, 但该部位处于缺氧状态, 所以这部分接地体也不易锈蚀。用高标号水泥砂浆, 给地面表层处的接地体做一个小型的保护帽, 接地体保护帽应凸出地面表层适当高度, 且要深入到土里适当的深度, 不需要做得太大, 以能起到保护作用为度, 使该部位接地体既与潮湿的土壤隔绝, 又与空气中的氧气隔绝。这样便有效地解决了该部位接地体的锈蚀问题, 实质上也就是基本解决了接地体引上处的锈蚀问题。该方法简单、易行、经济, 通过实施, 效果不错。

3.2.2 降低接地电阻

在电力系统中, 以尽量降低接地电阻来提高线路的耐雷水平, 比单纯地增加绝缘效果更好。降低接地电阻的措施主要有两种方法: 一是增补地网; 二是施放降阻剂。线路设计时并不是每基杆塔的土壤电阻率都经过实际测量, 一般是根据经验以及过往提供的数据、或者是根据杆塔所在的某个地段土壤电阻率的范围值而设计的。而土壤的电阻率也可能会随季节、气候等因素的变化而产生变化。因此有时实测的接地电阻值比设计值要大, 甚至大很多, 达不到防雷要求的标准。所以应定期测量线路的土壤电阻率和接地电阻值, 对新建的线路也是如此。根据规程( DL/T5092- 1999) 规定, 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻不宜超过表1 的数值

表1 有避雷线的线路杆塔的工频接地电阻

3.2.3 减小杆塔接地装置中接地通道的接触电阻

接地通道的接触电阻既包括接地引下线或塔身的电阻、接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓的接触电阻, 还包括架空避雷线与塔身之间连接金具的接触电阻。当雷击时, 尽管地网的接地电阻满足要求, 若接地通道的接触电阻很大, 阻碍了雷电流的释放, 也极易造成绝缘子雷击闪络。

若检查接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓锈蚀,可解开接地体引上板与接地引下线或塔身连接螺栓, 清除铁锈, 涂上导电脂, 重新牢固安装; 若架空避雷线与塔身之间连接金具锈蚀, 可在避雷线与塔身之间附加一根钢绞线, 一端用并沟线夹固定在避雷线上, 另一端加接线端子与塔身牢固连接。