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摘要:随着经济社会的不断发展,电力工业作为一项设备、技术、资金密集型产业也获得了较快的发展。随着我国电网的不断普及和扩大,对输电工程提出了新的要求和挑战。为了适应不同天气条件的变化,增强特高压输电线路的安全性,增强对不同施工环境的适应性,必须增强对于特高压输电线路雷电绕击的防护性的研究和应用。为此,本文将从溪洛渡直流输电工程直流线路工程入手,分析特高压输电线路雷电绕击的防护性的特点和要求,进而分析500kV特高压输电线路防雷接地技术,希望为我国电力事业发展提供可资借鉴的意义。
关键词:特高压;输电线路;雷电绕击;防护
1.前言
电力事业作为我国国民经济发展过程中必不可少的组成部分,对我国经济社会的又好又快发展提供着强劲的动力条件。为了适应我国经济发展的强劲态势,必须不断推进电力事业的发展,特别是电网事业的普及和扩大化。
特高压输电线路雷电绕击的防护性工程是发展电力事业的基础性工作,因此必须做好相关防护工作。为了适应不同天气条件的变化,特别是雨天防雷击,从而增强特高压输电线路雷电绕击的防护性,增强供电的可靠性,我们必须对其特高压输电线路雷电绕击的防护性技术加以研究。当前,我国电力工业,特别特高压输电线路雷电绕击的防护性技术与西方发达国家相比还存在着一定的差异,我们必须从当前我国特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的发展现状出发,加强特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的研究,在保持自身优势的基础上,充分借鉴西方国家先进的施工工艺,不断发展创新,从而推动我国电力事业的可持续性发展。
2.溪洛渡直流输电工程直流线路工程
溪洛渡直流输电工程直流线路工程,指的是中国南方电网公司溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏直流输电工程直流输电工程,简称溪洛渡直流输电工程直流线路工程,它是国家“十二五”重点工程,也是中国南方电网规模最大的一项工程。它不仅将成为我国直流输电技术自主化进程中的一个关键节点,而且也是中国南方电网公司基建“一体化”示范工程。溪洛渡水电站是一座以发电为主,兼有拦沙、防洪和改善下游航运等综合效益的巨型水电站。溪洛渡水电站大量的优质电能代替火电后,每年可减少燃煤4100万吨,减少二氧化碳排放量约1.5亿吨,减少二氧化氮排放量近48万吨,减少二氧化硫排放量近85万吨。而且,库区生态环境和水土保持措施的落实,将有助于提高区域整体环境水平。溪洛渡水电站改善下游枯水期通航条件:溪洛渡水库建成后,由于水库的水量调节和拦沙作用,将增大枯水期流量,经计算,可使新市镇至宜宾河段枯水期流量较天然情况增加约500立方米/秒。金沙江中游是长江主要产沙区之一,溪洛渡坝址年平均含沙量1.72千克每立方米,约占三峡入库沙量的47%。经计算分析,溪洛渡水库单独运行60年,三峡库区入库沙量将比天然状态减少34.1%以上,中数粒径细化约40%,对促进三峡工程效益发挥和减轻重庆港的淤积有重要作用。
3.特高压输电线路雷电绕击防护特点
目前,反击闪络和绕击闪络是架空输电线路跳闸的主要原因之一,尤其是特高压架空输电线路,其威胁性最高[1]。特高压输电线路雷电绕击的防护性与一般的输电线路雷电绕击的防护性技术不同,它具有自身的特点和要求。
首先特高压输电线路雷电绕击的防护性具有系统性,输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络,这与线路现有雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关。它不是一个独立的体系,需要接地电阻、接地网、接地装置、接地体、接地线、引下线、雷电接收装置等部分的相互协调才能发挥作用,任何一个组成部分的故障或者连接不正常都会对整个特高压输电线路雷电绕击的防护性产生影响。其次,特高压输电线路雷电绕击的防护性具有基础性的特点,即特高压输电线路雷电绕击的防护性是输电线路施工工作的基础,在电网安全等工作方面发挥着举足轻重的作用。此外特高压输电线路雷电绕击的防护性具有规范性的特点,即特高压输电线路雷电绕击的防护性工作必须要有相应的管理规范,各管理人员必须严格遵守,各项工作必须按照相关规定进行。
特高压输电线路雷电绕击的防护性工作所具备的这三个方面的特点要求了特高压输电线路雷电绕击的防护性必须是认真的、细致的、严肃的、高效的。
4.特高压输电线路雷电绕击防护的要求
在特高压输电线路雷电绕击的防护性施工中,要注意各项工作有序进行。在施工中,要特别注意防雷时要防止发生反击、绕击现象。要严格控制施工流程,规范施工环节,增强施工的专业化团队建设,注重特高压输电线路雷电绕击的防护性施工的严密性,加强监督,使特高压输电线路雷电绕击的防护性施工能够平稳进行。我们通常采用“层层设防,突出重点,因地制宜,兼顾财力”的原则进行特高压输电线路雷电绕击的防护性施工。
5.特高压输电线路雷电绕击的防护性研究
5.1建立击距系数计算模型
自然界中的雷电放电(对地面物体)的放电路径从统计的角度出发,可以近似地认为垂直下行。在下行先导下落的过程中,地面物体的感应电势不断增强,当地面某目的物的感应电势达到上行先导起始电势时,地面物体开始产生迎面上行先导。对于输电线路,导线处在避雷线的下方,受避雷线一定的屏蔽作用,但是避雷线和导线上都可以产生上行先导。因此,我们得知避雷线和导线的感应电势达到上行先导起始电势时,其表面就产生迎面上行先导。
5.2特高压输电线路绕击耐雷性能分析
特高压输电线路绕机耐雷性能分析对于特高压输电线路雷电绕击的防护性起着至关重要的作用。在特高压输电线路绕机耐雷性能分析过程中,我们需要综合两种参数,即最大击距和临界击距(最大击距我们通常用Rsm来表示,临界击距我们通常用Rsc来表示),对于最大击距和临界击距的计算,我们一般采用以下公式。对于最大击距来说,随着雷电流的增加,雷击导线的区域减小,当雷电流大到一定程度,Im时,或击中避雷线,或击中大地,不再发生绕击,则Im称为最大绕击电流,相应的击距Rsm称为最大击距。Rsm与杆塔的塔头尺寸、地形地貌具有很大的关系,最大击距Rsm 的计算公式如下:
Rsm =
上式中hc和hs分别表示导线平均高度和避雷线平均高度,β表示击距系数,塔杆处的地面倾角用θ表示,α代表避雷线的平均保护角。
对于临界击距Rsc来说,取绕击耐雷水平I2所确定的击距Rsc为临界击距 而击距,Rsc与雷电流幅值I相关,具体公式为
Rsc =6.72I0.8
以电磁场理论为基础,建立了击距系数计算模型。利用自编程序仿真结果表明,随着杆塔高度的增加,先导对导线、避雷线的击距都将增加,先导对地的击距始终保持不变;同一杆塔高度下,先导对导线、对避雷线的击距数值很接近;随着雷电流幅值的增加,先导对导线、对地面的击距都将增加,但雷电流幅值的变化对击距系数基本上没有影响。杆塔高度越高、地面倾角越大、线路保护角越大,线路绕击跳闸率也就越高,增加绝缘子片数可以降低绕击跳闸率。
6.小结
特高压输电线路雷电绕击的防护性施工是一项严谨的施工过程,它具有系统性、基础性、规范性的特点,我们必须从当前我国特高压输电线路雷电绕击的防护性的实际情况出发,按照“层层设防,突出重点,因地制宜,兼顾财力”的原则,切实提高特高压输电线路雷电绕击的防护性,保特高压输电线路雷电绕击的防护性的安全性,提高高压输电线路的抗雷击性能,确保我国电力工业的持久性,为我国经济社会的快速发展提供强劲的动力,促进我国国民经济的又好又快发展。
参考文献:
[1]张志劲,司马文霞,蒋兴良,孙才新,舒立春.超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究.中国电机工程学报,2010年,第10期:33-35
[2]闫旭洋,李婵娟. 在运高压架空输电线路雷电绕击分析及防护思路探讨.科技致富向导,2012年,第12期:123-125
[3] 余力.李和国.架空输电线路的防雷与接地.江西电力,2010年,第02期:42-46:42-46
关键词:特高压;输电线路;雷电绕击;防护
1.前言
电力事业作为我国国民经济发展过程中必不可少的组成部分,对我国经济社会的又好又快发展提供着强劲的动力条件。为了适应我国经济发展的强劲态势,必须不断推进电力事业的发展,特别是电网事业的普及和扩大化。
特高压输电线路雷电绕击的防护性工程是发展电力事业的基础性工作,因此必须做好相关防护工作。为了适应不同天气条件的变化,特别是雨天防雷击,从而增强特高压输电线路雷电绕击的防护性,增强供电的可靠性,我们必须对其特高压输电线路雷电绕击的防护性技术加以研究。当前,我国电力工业,特别特高压输电线路雷电绕击的防护性技术与西方发达国家相比还存在着一定的差异,我们必须从当前我国特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的发展现状出发,加强特高压输电线路雷电绕击的防护性技术的研究,在保持自身优势的基础上,充分借鉴西方国家先进的施工工艺,不断发展创新,从而推动我国电力事业的可持续性发展。
2.溪洛渡直流输电工程直流线路工程
溪洛渡直流输电工程直流线路工程,指的是中国南方电网公司溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏直流输电工程直流输电工程,简称溪洛渡直流输电工程直流线路工程,它是国家“十二五”重点工程,也是中国南方电网规模最大的一项工程。它不仅将成为我国直流输电技术自主化进程中的一个关键节点,而且也是中国南方电网公司基建“一体化”示范工程。溪洛渡水电站是一座以发电为主,兼有拦沙、防洪和改善下游航运等综合效益的巨型水电站。溪洛渡水电站大量的优质电能代替火电后,每年可减少燃煤4100万吨,减少二氧化碳排放量约1.5亿吨,减少二氧化氮排放量近48万吨,减少二氧化硫排放量近85万吨。而且,库区生态环境和水土保持措施的落实,将有助于提高区域整体环境水平。溪洛渡水电站改善下游枯水期通航条件:溪洛渡水库建成后,由于水库的水量调节和拦沙作用,将增大枯水期流量,经计算,可使新市镇至宜宾河段枯水期流量较天然情况增加约500立方米/秒。金沙江中游是长江主要产沙区之一,溪洛渡坝址年平均含沙量1.72千克每立方米,约占三峡入库沙量的47%。经计算分析,溪洛渡水库单独运行60年,三峡库区入库沙量将比天然状态减少34.1%以上,中数粒径细化约40%,对促进三峡工程效益发挥和减轻重庆港的淤积有重要作用。
3.特高压输电线路雷电绕击防护特点
目前,反击闪络和绕击闪络是架空输电线路跳闸的主要原因之一,尤其是特高压架空输电线路,其威胁性最高[1]。特高压输电线路雷电绕击的防护性与一般的输电线路雷电绕击的防护性技术不同,它具有自身的特点和要求。
首先特高压输电线路雷电绕击的防护性具有系统性,输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络,这与线路现有雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关。它不是一个独立的体系,需要接地电阻、接地网、接地装置、接地体、接地线、引下线、雷电接收装置等部分的相互协调才能发挥作用,任何一个组成部分的故障或者连接不正常都会对整个特高压输电线路雷电绕击的防护性产生影响。其次,特高压输电线路雷电绕击的防护性具有基础性的特点,即特高压输电线路雷电绕击的防护性是输电线路施工工作的基础,在电网安全等工作方面发挥着举足轻重的作用。此外特高压输电线路雷电绕击的防护性具有规范性的特点,即特高压输电线路雷电绕击的防护性工作必须要有相应的管理规范,各管理人员必须严格遵守,各项工作必须按照相关规定进行。
特高压输电线路雷电绕击的防护性工作所具备的这三个方面的特点要求了特高压输电线路雷电绕击的防护性必须是认真的、细致的、严肃的、高效的。
4.特高压输电线路雷电绕击防护的要求
在特高压输电线路雷电绕击的防护性施工中,要注意各项工作有序进行。在施工中,要特别注意防雷时要防止发生反击、绕击现象。要严格控制施工流程,规范施工环节,增强施工的专业化团队建设,注重特高压输电线路雷电绕击的防护性施工的严密性,加强监督,使特高压输电线路雷电绕击的防护性施工能够平稳进行。我们通常采用“层层设防,突出重点,因地制宜,兼顾财力”的原则进行特高压输电线路雷电绕击的防护性施工。
5.特高压输电线路雷电绕击的防护性研究
5.1建立击距系数计算模型
自然界中的雷电放电(对地面物体)的放电路径从统计的角度出发,可以近似地认为垂直下行。在下行先导下落的过程中,地面物体的感应电势不断增强,当地面某目的物的感应电势达到上行先导起始电势时,地面物体开始产生迎面上行先导。对于输电线路,导线处在避雷线的下方,受避雷线一定的屏蔽作用,但是避雷线和导线上都可以产生上行先导。因此,我们得知避雷线和导线的感应电势达到上行先导起始电势时,其表面就产生迎面上行先导。
5.2特高压输电线路绕击耐雷性能分析
特高压输电线路绕机耐雷性能分析对于特高压输电线路雷电绕击的防护性起着至关重要的作用。在特高压输电线路绕机耐雷性能分析过程中,我们需要综合两种参数,即最大击距和临界击距(最大击距我们通常用Rsm来表示,临界击距我们通常用Rsc来表示),对于最大击距和临界击距的计算,我们一般采用以下公式。对于最大击距来说,随着雷电流的增加,雷击导线的区域减小,当雷电流大到一定程度,Im时,或击中避雷线,或击中大地,不再发生绕击,则Im称为最大绕击电流,相应的击距Rsm称为最大击距。Rsm与杆塔的塔头尺寸、地形地貌具有很大的关系,最大击距Rsm 的计算公式如下:
Rsm =
上式中hc和hs分别表示导线平均高度和避雷线平均高度,β表示击距系数,塔杆处的地面倾角用θ表示,α代表避雷线的平均保护角。
对于临界击距Rsc来说,取绕击耐雷水平I2所确定的击距Rsc为临界击距 而击距,Rsc与雷电流幅值I相关,具体公式为
Rsc =6.72I0.8
以电磁场理论为基础,建立了击距系数计算模型。利用自编程序仿真结果表明,随着杆塔高度的增加,先导对导线、避雷线的击距都将增加,先导对地的击距始终保持不变;同一杆塔高度下,先导对导线、对避雷线的击距数值很接近;随着雷电流幅值的增加,先导对导线、对地面的击距都将增加,但雷电流幅值的变化对击距系数基本上没有影响。杆塔高度越高、地面倾角越大、线路保护角越大,线路绕击跳闸率也就越高,增加绝缘子片数可以降低绕击跳闸率。
6.小结
特高压输电线路雷电绕击的防护性施工是一项严谨的施工过程,它具有系统性、基础性、规范性的特点,我们必须从当前我国特高压输电线路雷电绕击的防护性的实际情况出发,按照“层层设防,突出重点,因地制宜,兼顾财力”的原则,切实提高特高压输电线路雷电绕击的防护性,保特高压输电线路雷电绕击的防护性的安全性,提高高压输电线路的抗雷击性能,确保我国电力工业的持久性,为我国经济社会的快速发展提供强劲的动力,促进我国国民经济的又好又快发展。
参考文献:
[1]张志劲,司马文霞,蒋兴良,孙才新,舒立春.超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究.中国电机工程学报,2010年,第10期:33-35
[2]闫旭洋,李婵娟. 在运高压架空输电线路雷电绕击分析及防护思路探讨.科技致富向导,2012年,第12期:123-125
[3] 余力.李和国.架空输电线路的防雷与接地.江西电力,2010年,第02期:42-46:42-46