500kV输电线路雷击跳闸原因分析及处理措施

500kV 输电线路雷击跳闸原因分析及处理措施

柴瑞轩

内蒙古超高压供电局 内蒙古呼和浩特 010050

摘要：随着人们生活水平的提高和社会的进步，没有电能使人们寸步难行，为了避免因线路发生故障而导致较大地区发生停电的现象，给人们的生活和生产提供源源不断的电力支持是十分重要的，本文分析了500kV输电线路发生故障进而引起跳闸的原因，另外还提出了防止线路因发生故障而跳闸的建议。
关键词：线路故障；跳闸；原因；策略

1 引言

输电线路发生跳闸故障之后，往往会导致较大区域内出现停电现象，从而对输电线路输送功率造成非常严重的影响。通常情况下，500kV输电线路承担着整个省市的功率传输和功率交换任务，属于某个省市的主要网架，因此对稳定性和安全性要求非常高由于500 kV输电线路覆盖面很广，再加其线路走廊所处的环境极为复杂，因而极易发生跳闸故障。因此，认真分析500 kV输电线路故障跳闸的原因，并探讨其预防策略显得尤为重要。

2 500kV输电线路雷击跳闸原因分析
        2.1塔杆位置设置
        500kV高压输电线路所经过区域的地质、地形和气候条件非常的复杂。对大量的现实事故数据研究发现，山区发生雷击跳闸事故率是平原的四倍左右，因此山区位置的防雷工作是整个输电防雷工作重点。对500kV的高压输电线路造成运行安全危害的雷击主要是直击雷。此外部分地区塔架建设在含有丰富金属矿物的位置，这类地形极易将雷云与大地进行连接起来。再加上铁塔和导线是极佳的导体，输电线路由于具有电荷，拥有吸雷的效果，比其他物体更易遭到雷击。
        2.2杆塔接地电阻设置
        按照相关建设与设计规范中规定的500kV线路上的典型酒杯型的杆塔尺寸和绝缘子的50%雷电冲击绝缘水平，进行试验，检验电阻对杆塔遭雷击的概率的影响，数据显示杆塔接地电阻增加，则线路遭到雷击的概率增加。这是因为在实际的应用中，耐雷水平与线路中的电阻、导线避雷线耦合系数、导线地线耦合系数、分流系数、冲击接地电阻、杆塔电感、高度等有数学关系，经数学函数分析得出，随着输电线路接地电阻的增大，线路耐雷水平呈下降趋势。要提高线路的耐雷水平就必须降低杆塔的电阻，但是实际工作中杆塔所在地区的土壤不能进行选择和控制，所以影响了电阻控制，如果电阻值偏大则会导致500kV线路容易出现雷击跳闸故障。
        2.3塔杆自身绝缘效果问题
        塔杆的绝缘能力对于雷击跳闸也存在一定的影响。跟据有关统计数据分析可知，输电线路上安装的垂串绝缘子增加数量，会使雷击跳闸事故出现的概率明显减低。现实中的输电线路在运行过程中，平原出现的雷击闪络大多出现在合成绝缘子串使用位置，如果合成绝缘子串存在问题，极易造成雷击跳闸。虽然可以提高抗污染能力，但是其防雷能力却下降。
        2.4避雷线保护角度设置问题
        避雷线与导线的保护角度，即避雷线和外侧导线的连接线以及避雷线与对面垂直线的夹角，增加或者减小都会影响避雷效果。跳闸率与保护角度的大小成正比关系，增加则容易被绕击，减小则可以降低，保护角降低到一定的程度才能获得屏蔽效果。从实践的经验看，直线杆塔的雷击跳闸的概率与保护角度有关。数据统计显示，保护角度降低可以大幅度降低雷击概率，如15°与13°相比，13°保护角遭到雷击的次数仅为15°的1/6，可见避雷线保护角度设置很重要。

3 500kV输电线路跳闸故障预防策略
        3.1防止电路因雷击而跳闸
        为了减少产生线路因遭到雷击而产生跳闸的现象，技术人员一定要严格依照专家们的要求来进行设计，力求设计出具有较好防雷效果的防雷测针，安装在避雷线支架上，另外，还要在容易遭受雷击的线路地区都装上防雷测针，上述做法取得了比较好的效果，并且得到广泛的推广。在一些接地网的线路中防雷工作做的不是很好，存在着较多的安全隐患问题，例如：在山区使用腐蚀严重的降阻剂接地网、对接地网的埋藏深度不够、放射线的埋设长度不达标、使用单面焊接或焊接长度达不到规定值等等，在一些高山地区，由于交通十分不方便，使用电焊机进行焊接是不理想的，那么就使用玻璃瓶子灌水来连接放射线，但是在施工现场中往往只用一根放射线，而在两根放射线中使用铁线相连接。基于上述情况，一定要在源头上杜绝产生线路雷击跳闸的可能性。
        3.2加大气象资料收集力度
        要想有效预防500kV输电线路跳闸故障，充分保证线路安全、稳定运行，还必须加大气象资料收集力度。通过分析导致500kV输电线路发生跳闸故障的主要原因，可以发现大多数跳闸故障是由气象因素引起的。因此，应做好气象资料收集工作，不断加强与相关部门（如森林部门、林业部门、气象部门等）的沟通与联系，努力形成多个部门协同作战的良好氛围。同时，相关人员还应严格按照国家电网公司给出的标准，全面而深入地剖析导致各种气象现象的原因，收集整条输电线路经过的所有区域的气象资料，针对输电线路容易发生跳闸故障的区域，重点加强气象观测。另外，相关人员在开展气候观测工作时，应详细做好相关记录，并在认真校正之后及时将观测结果反馈给相关上级部门，以便后续统一处理。

        3.3鸟类活动的预防措施
        安装大盘径瓷绝缘子或大盘径硅橡胶伞盘，能起到一定的综合防范效果。另外，在杆塔的合适位置安装人工鸟巢，以免鸟在横担上筑巢，减少鸟类活动带来的跳闸次数，促进鸟与输电线路的和谐相处
        3.4改善不合格的接地网
        要想有效预防500kV输电线路跳闸故障，充分保证线路安全、稳定运行，改善不合格的接地网无疑也是有效措施之一。在输电线路施工时，某些施工单位为了使自身获得更多的利益，往往会私自将接地网的钢筋长度缩短，这样一来，就会导致接地电阻增大，从而使输电线路更加容易遭受雷击。因此，在输电线路施工过程中，相关人员应遵照相关施工标准和施工图纸进行操作，并严格按相关规定和要求进行接地体的掩埋刊同时，随着输电线路投产运行的年限不断增加，接地体会逐渐被腐蚀，再加上前期接地体的掩埋不符合相关规范，输电线路的电阻必然会越来越偏离合格标准。因此，相关单位应定期检查和分析容易发生雷击跳闸故障的输电线路的接地网，并在雷雨天气来临之前预先对接地网进行改造和整修，充分保证接地体的电阻始终保持在合格状态，最大限度地避免输电线路由于遭受雷击发生跳闸故障。

3.5调整保护角
目前，线路防雷除了上述措施之外，调整保护角也是一项比较有效的策略。此种方法具有一定的防雷效果，但是，其缺点也比较多，其中包括：投运线路往往很难进行保护角调整；部分线路无法实施；此种做法需要大量资金作为支持，成本较高。所以，在具体线路中，应结合资金实际和技术能力，综合分析以确定合理的保护角，保证线路效益。

4 结束语
        500kV高压输电线路防雷,应根据不同域雷电活动特点,综合分析雷击故障的原因,然后采取相应的措施，由于雷电活动的特殊性,要从根本上杜绝线路雷击跳闸的发生是非常困难的,但雷电活动也有一定的规律性,只要掌握其规律,采取有效的治理措施,一定可以减少雷击闪络故障的发生,从而降低线路的雷击跳闸率,有效保障电网的安全运行和可靠性。

参考文献：
        [1]吴广宇.过电压防护的理论与技术[M].北京：中国电力出版社，2017.
        [2]陆峙酉，安启良.输电线路雷击类型及防雷保护探讨[J].科技创新与应用，2017，（36）：36.