黃克選　蘇蕾　姚舜

摘要：隨著特高壓輸電線路的數(shù)目日益增多，電力系統(tǒng)的運行安全問題也日益引起人們的重視。由于高壓輸電線路本身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又極易遭受雷擊，一旦遭受雷擊，特高壓輸電線路就會發(fā)生短路和起火，對電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)造成極大的威脅。所以，為了有效地保護人民的生命和財產(chǎn)，促進經(jīng)濟的平穩(wěn)發(fā)展，必須做好特高壓輸電線路的防雷工作。本文就1000kV特高壓直流輸電線路的防雷技術(shù)進行了探討，為今后的工作提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：特高壓輸電線路;防雷工程;設(shè)計

0.引言

為確保特高壓線路的安全運行，輸電線路的防雷工作是其中的關(guān)鍵，只有對國內(nèi)外特高壓輸電線路的實際運行情況做出充分的了解，并汲取相關(guān)的經(jīng)驗，才能建立起經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的輸電線路。一般來說，由于特高壓線路的施工位置和環(huán)境都比較惡劣，很多地方都是在山區(qū)，所以經(jīng)常會有閃電襲擊，所以在特高壓線路上經(jīng)常會發(fā)生故障。針對特高壓線路的雷擊，其主要特征有兩個：一是由于線路的絕緣等級比較高，通常在雷擊中出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象的可能性較低;二是由于線路建設(shè)后的桿塔比較高，因此很容易出現(xiàn)繞線現(xiàn)象。歐美等發(fā)達國家，為了使雷電過電壓盡可能的被防護，在特高壓線路上都做了詳細的防雷工作，積累了豐富的經(jīng)驗。因此，有必要吸取和借鑒國外先進的技術(shù)，以解決我國1000kV特高壓線路的防雷問題。

1.交流特高壓輸電線路

目前國內(nèi)的輸電線路中，采用的是1000kV的交流特高壓輸電線路，所以在全輸電線路中，交流特高壓輸電線路可以滿足區(qū)域間的電能輸送和二次分配。交流特高壓輸電線路的塔架構(gòu)造特點：交流特高壓輸電線路在使用過程中要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定間距以及間隙，所以設(shè)計者應(yīng)按現(xiàn)場條件進行架設(shè)，并保證絕緣子的高度大于1米，而交流特高壓電線與地面之間的間隔應(yīng)大于26米。由于大部分的桿塔都在50米以下，桿塔的長度超過80米，所以在進行桿塔的強度計算時，設(shè)計者必須根據(jù)桿塔的塔高和塔的應(yīng)力值來進行計算，因為特高壓電線重量大，桿塔的設(shè)計高達50米，所以其承受的應(yīng)力值非常大，所以所確定的1000kV電壓等級交流特高壓輸電線路桿塔的強度是常規(guī)500kV線桿塔的4倍。

2.影響1000kV特高壓輸電線路繞擊耐雷性能的因素

2.1地面傾角的影響

在相同的桿塔高度，繞擊率隨地表傾角的增加而增加，而地形對繞擊跳閘的影響也很大;對普通的桿塔來說，平原上的閃電繞擊率很低，基本上可以達到完全覆蓋的要求，但是當(dāng)坡度發(fā)生變化時，丘陵和山區(qū)線路的繞擊率就會增加。

2.2桿塔高度的影響

在相同的保護角度、相同的地面傾角和相同數(shù)量的絕緣子片數(shù)的情況下，隨著桿塔高度的增加，繞擊率逐漸增加。隨著桿塔高度的增加，繞線速度也隨之增加。在10度的保護角度下，65m的桿塔在不影響線路的耐雷性的前提下，其繞擊率降低63%。另外，隨著桿塔高度的增大，反擊跳閘率也會隨之增大，所以在有條件的前提下，應(yīng)盡可能地減少桿塔的高度，以提高輸電線路的抗雷能力。

2.3防護角度的作用

相同情況下，隨著避雷線防護角度的增加，繞擊率也隨之增加。與地面傾斜角度、桿塔高度的變化比較，保護角度的變化更為明顯，在平地上，保護角度為100的保護角度比15°保護角度可以減少65%，而在山地、丘陵，由于地面傾斜角度增加，保護角度越小，繞擊率越低。在15°的地表傾斜情況下，5°防護角度大于10°的保護角度，可以降低62.4%的繞擊率，而在地表傾斜角度為200的情況下，降低約70.2%。可以認為，與其他因素相比，保護角度對繞擊率的影響更為明顯。

2.4系統(tǒng)工作電壓的影響

隨著三相線路工作電壓相角的改變，工作電壓值改變，三相電流A、B、C三相繞擊跳閘率也隨之變化。在B相位工作時，相位的相角從0°逐漸增加到180°時，A、C相的工作工作電壓相角也隨之發(fā)生變化。B相的工作電壓相角從0度到180度，工作電壓的大小隨時間的推移呈下降趨勢，繞擊性下降。對同一時間的不同位置，A、B、C三相繞擊跳斷率最小，A、C相繞擊跳斷率相近，但A、C相繞擊跳斷率均較B相繞擊跳斷率高，但A相繞擊跳斷率略高。

3.1000kV特高壓交流輸電線路防雷措施

3.1高壓輸電線路的防雷

降低塔柱高度和塔頂電勢，從而減少實際的接地電阻，增強輸電線路的防雷防護。

3.2避雷針的保護

在進行防雷保護時，發(fā)現(xiàn)有些電力桿塔的位置很高，因此閃電發(fā)生的位置會與高壓塔線之間的距離非常接近，或者是與塔線相平行，這樣的話，塔周圍的電磁環(huán)境就會變得十分復(fù)雜，近距離的接觸，很容易導(dǎo)致短路。為更好的解決此問題，可考慮在塔內(nèi)設(shè)置橫向避雷器。其具體做法和方法是在1000kV架空線路的兩端分別設(shè)置橫向避雷針，并在其兩端增加絕緣層，以防止閃電進入，從而降低雷擊。

3.3新防雷方式無源電暈場驅(qū)雷器

無源電暈場無源驅(qū)雷器是利用金屬多短針形成的“似尖端效應(yīng)”，在一定程度上提高了受保護對象的電場強度，但比常規(guī)的避雷針要低。該驅(qū)雷器由大量的短針頭構(gòu)成，底部有一個支架，雷暴云時雷云的電場會超過空氣擊穿臨界點，電暈室和電暈室頂部會產(chǎn)生高達30毫秒的電暈離子，從而在驅(qū)雷器和受保護對象的上空形成電暈離子層。

3.4接地保護角度的合理降低

為使1000kV特高壓線路的總體防雷能力最大化，降低繞擊跳閘是一項十分必要的措施。接地導(dǎo)線的屏蔽特性對輸電線路的避雷能力及發(fā)生繞擊的幾率有很大的影響。

4.結(jié)束語

1000kV特高壓交流輸電線路運行過程中，由于雷電的存在，會給電網(wǎng)帶來很大的安全隱患，因此，防雷技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用可以實現(xiàn)對1000kV特高壓交流輸電線路的有效保護，使1000kV特高壓交流輸電線路安全、穩(wěn)定、安全運行，為電網(wǎng)的穩(wěn)定、可靠、可靠提供了技術(shù)支撐。

參考文獻

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