220kV线路避雷器雷电绕击保护范围及优化应用研究

李威

摘要：现在社会的不断发展对我国电力行业提出了更高的要求，在220kV线路具体运行过程中，雷电作用会对其造成很大程度的影响，因此，需要科学设置避雷器，在此过程中，需要综合分析线路受到雷电绕击时避雷器具体保护范围和优化策略。本文首先分析其线路保护范围，然后从耦合地线，在线监测和避雷器三个方面进一步探究如何优化防雷效果，希望能够为相关工作人员具体作业提供更为丰富的理论依据。

关键词：220kV;避雷器;雷电绕击;保护范围

220kV输电线路在具体运行过程中应用线路避雷器防止绕机雷害时，在输电线路受到雷击时会做出一定程度的反应动作，大部分雷电能量通过避雷器，由塔杆接地泄放，但是依旧存在部分雷电流随导线进行传播，对线路安全运行造成一定程度的不良影响，为了进一步明确220kV线路避雷器在受到雷电绕击时所具有的具体保护范围及其优化策略，特此展开本次研究，希望能够有效推进我国电力事业发展。

一、线路保护范围

就理论角度分析，雷电流幅值，线路档距，杆塔接地电阻通常会干扰避雷器高电位转移造成一定程度的影响。其中杆塔接地电阻和雷电流幅值会对导线雷电流分流造成直接影响，杆塔接地电阻与雷电流幅值呈现一定的正相关，同时，在雷电流传播过程中，越大的过电压分量越容易出现高电位转移。对于避雷器而言，其保护范围一般是由以上三个因素共同影响[1]。综合分析雷击点避雷器安装情况，探究在不同的线路档距，接地电阻以及雷电流幅值影响下，相邻杆塔是否会出现闪络及其所具有的过电压幅值，能够对线路避雷器具体保护范围进行定量分析。通过雷击点具有20到40kA绕击雷电流，10到60Ω杆塔接地电阻，同时，控制相邻杆塔档距处于100到500米之间时，相邻杆塔处的闪烁情况和具体电位移。通过进行具体分析发现，档距，杆塔接地电阻，绕击雷电流会在很大程度内决定绕击高电位转移。其中影响最大的是绕击雷电流，档距影响最小。当绕击雷电流不超过20kA时，其高电位不会出现转移，在绕击雷电流达到30kA，同时塔杆档距不超过500米，接地电阻不低于40Ω时，相邻塔杆会出现闪络现象，在绕击雷电流为40kA时，相邻高電位一般都会出现闪络，接地电阻和档距不会对其高电位闪络造成影响，只有在杆塔档距超过500米同时接地电阻低于20Ω时，转移高电位没有达到闪络电压，相邻杆塔不会出现闪络反应。

二、防雷效果优化策略

（一）架设耦合地线

就我国目前电力运输具体现状而言，在220千伏输电线路具体运营过程中，雷电绕击问题对电能输送安全性具有一定程度的直接影响，因此，为了确保电能输送空间的安全性，电网公司在操控输电线路时需要进行耦合地线的合理架设，通过增大导线和避雷线之间的耦合系数对绝缘子两端具有的电压反击进行有效控制，从而实现防雷目的[2]。与此同时，在架设耦合线路时，为了进一步确保输电线路具有更为安全的运行环境，在具体操控输电线路时需要实现其雷击塔顶分流作用的合理的增大，同时还需要对绝缘子承受压力进行有效控制，以此为基础，确保输电线路具有更为有效的防雷效果。但是由于架设耦合线路对于杆塔强度具有较高要求，相关技术人员在开展具体工作过程中需要合理验算塔杆强度，同时还需要进一步明确导线和地面之间的距离，确保整体线路具有更高的耐雷水平。

（二）完善在线监测

在对220千伏输电线路进行防雷作业时，科学构建在线监测平台能够确保进一步实现防雷效果。基于此，电网企业在具体运营过程中需要利用在线监测系统实时监测输电线路风度，温度等具体状况，同时综合分析风速，覆冰速度以及雷电绕击可能性采取科学有效的防雷手段，以此为基础保障输电线路运行的有序性。与此同时，在确保具有完善的在线监测系统的同时，相关工作人员在操控输电线路时，还需要进行预测预警机制的合理构建，确保能够对风向，降雨量，闪雷频率，气温等信息进行实时反馈，保证更为有效的把控防雷工作。除此之外，在开展防雷工作时，为了确保整体线路具有更高的防雷水平，还需要进行人工监测站的合理设置，安排巡线人员记录输电线路运行过程中产生的各项数据，确保具有更高的防雷水平。

（三）安装金属氧化物避雷器

由于金属氧化物避雷器的保护性能较为优越，因此在电力系统中具有较为广泛的应用，能够进行科学有效的过电压保护。针对220千伏线路设置的避雷器，通常是由避雷器与串联间隙共同构成，同时需要和保护绝缘子串进行有效并联。通过进行有效安装，能够确保线路运行环境具有更高的安全性，需要从以下几个方面进行具体作业[3]。首先，在操控220千伏输电线路时，需要在绝缘子串上并联安装线路避雷器，以此为基础，确保在发生雷击绕击故障时，避雷器能够迅速应用电阻片所具有的非线性伏安特性限制由于雷电绕击现象所引发的闪络问题，以此为基础确保输电线路具有更为安全的运行空间，进一步保障线路运行状态。其次，科学安装该类避雷器能够对其接地电阻难度进行有效降低，因此，相关技术人员在操纵电力系统时，还需要确保在发现雷电流之后，将其避雷器所具有的工频续流及时截断，从而实现雷击跳闸率的有效降低，确保系统运行状态的稳定性和安全性。

三、结语

总而言之，通过架设耦合地线，完善在线监测，安装金属氧化物避雷器能够确保对220kV线路防雷效果进行合理优化，确保线路运行过程中具有更高的安全性，为相关人员生命财产安全进行更高程度的保障，使其更好的满足现代社会发展过程中对于电力提出的更高需求，为国家经济水平和科技力量的有效提升奠定坚实的基础，使其在未来国际竞争中占据更高优势。

参考文献：

[1]廖文龙，刘守豹，许安，等.220kV带纯空气间隙线路避雷器绕击耐受容量及避雷器轻型化潜力研究[J].电瓷避雷器，2017（1）：100-105.

[2]周婵媛.风力发电机的雷电绕击分析与防护[J].电瓷避雷器，2017（1）：77-81.

[3]贾茹，王超，鲁志伟，等.山区220kV输电线路绕击跳闸率的计算[J].东北电力大学学报，2017，37（6）：1-7.