一、概述
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展與電力需求的不斷增長,電力生產(chǎn)的安全問題也越來越突出。對于送電線路來講,雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性,目前世界上對輸電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分。架空輸電線路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個難題,雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多。因此,尋求更有效的線路防雷保護措施,一直是電力工作者關(guān)注的課題。
河池電網(wǎng)處于桂西北山區(qū)地形劇變、峰高谷深,山巒起伏,線路雷擊跳閘是整個電網(wǎng)跳閘的重要原因,經(jīng)常占到跳閘總數(shù)的80%~90%。且由于線路大多處于高山大嶺,降低雷擊跳部率對于日常線路設(shè)備的運行維護人員來說將大大降低勞動強度,且效益是不僅僅是金錢可以衡量的。
目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設(shè)在桿塔頂端的架空地線,其運行維護工作中主要是對桿塔接地電阻的檢測及改造。由于其防雷措施的單一性,無法達到防雷要求。而推行的安裝耦合地線、增強線路絕緣水平的防雷措施,受到一定的條件限制而無法得到有效實施,如通常采用增加絕緣子片數(shù)或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來提高線路絕緣,對防止雷擊塔頂反擊過電壓效果較好,但對于防止繞擊則效果較差,且增加絕緣子片數(shù)受桿塔頭部絕緣間隙及導線對地安全距離的限制,因此線路絕緣的增強也是有限的。而安裝耦合地線則一般適用于丘陵或山區(qū)跨越檔,可以對導線起到有效的屏蔽保護作用,用等擊距原理也就是降低了導線的暴露弧段。但其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運輸?shù)纫蛩氐挠绊?,因此架設(shè)耦合地線對于舊線路不易實施。因此研究不受條件限制的線路防雷措施就顯得十分重要,將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、進行綜合分析運用,從它們對防止雷擊形式的針對性出發(fā),真正做到切實可行而又能收到實際效果。
二、雷擊線路跳閘原因
高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關(guān):線路絕緣子的50%放電電壓;有無架空地線;雷電流強度;桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對性,因此,在進行高壓送電線路設(shè)計時,我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。
1.高壓送電線路繞擊成因分析。根據(jù)高壓送電線路的運行經(jīng)驗、現(xiàn)場實測和模擬試驗均證明,雷電繞擊率與避雷線對邊導線的保護角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對山區(qū)的桿塔,計算公式是:山區(qū)高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的3倍。山區(qū)設(shè)計送電線路時不可避免會出現(xiàn)大跨越、大高差檔距,這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié);一些地區(qū)雷電活動相對強烈,使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。
2.高壓送電線路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線時,雷電電流流過塔體和接地體,使桿塔電位升高,同時在相導線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。如果升高塔體電位和相導線感應(yīng)過電壓合成的電位差超過高壓送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值,即Uj> U50%時,導線與桿塔之間就會發(fā)生閃絡(luò),這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。
由以上公式可以看出,降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)β、加強高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實際實施中,我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。