阐释高压电高压电防雷技术探析

论文导读：
摘要：国内外大量的数据证明雷击是造成输电线路跳闸故障的主要因素，并且随着我国电压等级的逐渐提高，雷击的主要原因占线路跳闸原因的比例也越来越大。从雷电产生的物理过程进源于：论文格式字体www.7ctime.com
行分析，针对我国1000kV的高压输电线路雷击情况，分析高压的网络参数和输送要求，得出高压电线路遭到雷击的危险系数很大，并且提出了五种高压防雷技术，为同行业的防雷技术提供技术支持。
关键词：高压电；防雷；掉闸
作者简介：方锡勇（1974-），男，福建漳州人，福建省云霄县供电有限公司，工程师。（福建 漳州 363300）
1007-0079（2013）29-0224-02
研究高压电的防雷必须了解雷电放电的物理过程，雷电放电的本身是因为天空积云中带电电荷发生碰撞产生，但是对于积云中带电产生的原因，学术界并没有统一的解释，但是大多数研究学者公认的是在合适的空气湿度和大地气候相互作用下，经过强大的湿热气流上升到空中的大气层遇到冷空气突然冷却凝结成水滴。在大气上升过程中经过云层，从而湿热空气中的水分子带电，带负电的水成分被空中气流带上高空形成了大面积的带电云层，在空中的积云底面积过大而且形成负电场，从而感应出相同面积的正电场，在这种不同电性和不同电荷的积云层中形成强大的电流场。电位差值大概可以达到数十兆伏以上。经过积云的不断积累和云层的运动，当云层的电场强度达到或者超过大气游离放电的临界强度时就会在云层间产生放电现象，放电的电流可以超过几百安。同时伴随强烈的热量的耀眼的光芒。引起空中气体的强烈震动，发出刺耳的声音，就是雷电共鸣，也称之为雷电，很多雷电的发生是在云层中对大地本身没什么太大的干扰。但是当云层和大地之间的放电对人们生活和社会生产带来的影响就比较大了。根据实验表明，云层对大地的放电一般是带负电为主，由于云层带电的性质可以确定当下雷电的电流为负电极，那么可以把先导放电和主放电作为云层对大地放电的两个基本过程。第一个阶段：云层中的电极能量不断积聚，此过程中在响应的位置感应和自身相反的电性，当云层和大地之间的电场能量超过大气本身的临界电场强度时就开始形成云层边缘逐渐地向大地本身的放电。这就是先导性的放电阶段，在经过先导性放电的积累过程，形成了云层和大地之间的放电通道，而且这个通道具有一定的导电性，云层中的带电粒子逐渐向相反电性方向移动。在大地面上的正电粒子逐渐被感应增多，当这个空中电场的导电通道逐渐延伸时，导致大地上的正电极反向空中游走，形成对比的迎面先导电流，所以就造成了雷击的方向性选择，当云层中的电流向大地方向游走遇到大地的电流向空中发展碰撞到一起时，在空中产生强大的等离子区域，形成了高导电率的空中等离子运行通道，形成先导中的带电离子和云层中的带电离子在连接通道内迅速游离，并且进行离子中和产生强大的放电流，放电电流可以达到几千安，最大可达300千安以上。
在过去的十年里，我国国家的电网统计数据显示出，电网公司所辖的110kV～500kV的线路总跳闸2300多次，由于雷电原因的跳闸为800次左右，占总跳闸次数的百分之三十左右，是整过跳闸故障量的首位。我国特高压的输电线路一般都在野外，线路传过的环境也是复杂多样，因此总结目前的事故经验，对高压输电的线路进行深入研究，这样对我国飞速发展的电力建设，尤其高压电网的建设有着重要的前景和意义。我国1000kV的高压输电电流的高压线路已经达到世界之最的水平，这些高压的网络参数复杂，输送要求高，引雷电的面积更加大，所以遭到雷击的危险系数也随之增大，因此在防雷设计方面不能简简单单地把以往的经验直接应用到1000kV输电系统的设计上，必须根据1000kV输电系统本省的运行特性进行高压防雷性能的研究，以保证高压交流输电的正常运行。
目前学者和专家们对高压防雷技术进行了研究，主要通过以下两方面：一是通过建立实验方法进行模拟雷击经行研究，二是建立数值模拟系统模型，运用计算机模拟来分析电线线路的防雷性能。目前已经取得了一系列研究成果，但是也存在一些问题。
杆塔接地电阻是主要影响雷电反击的因素。土壤电阻率越高，接地电阻越大，雷电反击发生率就越高。所以，降低杆塔接地电阻的技术才是防雷电反击的最佳措施。而如今增加接地体的埋藏深度、加大接地论文导读：
体的尺寸、利用自然接地体、换土、采用土壤降阻剂等技术是工程上降低接地电阻的主要方法。当然采取什么样的降阻措施应根据当地土壤环境具体情况而定，因为这些降阻措施也有其特定的运用条件。
特高压输电线路自身已具有相当高的绝缘水平，一般不会发生反击闪，所以特高压输电线路最主要的是防绕击。当前主要有以下几种技术方式防绕击雷：

一、减小避雷线保护角

在有地面倾角的山区线路，导线的保护角增加，绕击率也增加，所以，避雷线对输电线路的保护角对绕击防雷性能有相当大的影响。山区线路，减小避雷线保护角或采用负保护角以达到降低绕击率是其主要的避雷方式。用以下三种方法可减少避雷线保护角来减少绕击率：第一，避雷线的标高不变，可以加多绝缘子的片数数量，把导线的标高降下来可以把保护角也降低；第二，当保护角一致时，电导线、避雷线路的标高与绕击率成相关关系；第三，在避雷线路和电导线路的标高固定不变时，降低水平的间距可以解决降低保护角、降低绕击率的问题。[3]

二、架设多根地线

超高压、特高压输电线路全线架设地线的方式广泛应用于传统的防雷击技术中。地表所有事物表面的场性的增强与减弱和雷电的下行先导成反比关系。当地面事物产生上行的先导时必定是地面事物表面开始上行先导场强的开始，但是在正常的输电电线中，地线对其下方的点到线的屏蔽作用不可忽视，因此地线更容易产生上行先导，与雷电下行先导相遇变而成为雷击目的物，从而起到避雷的保护目的。雷电的放电性质、线路的断面和结构尺寸数据、塔标高、倾斜度、雷电的强弱等因素都是电气模型要考虑的，但是随着做了一些工作，但是对于很多雷击案例都无法解释清楚。有很多专家根据雷电的运行路径进行分析研究。得出雷电的路径有很多分岔，这样导致了边导线和中相导线被击中的概率比较大，所以在控制地线造价的原则下增加电塔顶部和线路两侧多设置地线的铺设。 源于：论文例文www.7ctime.com