對(duì)66kV送電線路防雷方法的分析

許海亮

摘 要：66kV送電線路具有大容量、小功耗的特點(diǎn)，在輸電線路中得到了廣泛應(yīng)用，但同時(shí)因?yàn)榧偌茉O(shè)范圍廣泛，遭受雷擊的概率也逐漸提高。基于此，本文重點(diǎn)針對(duì)66kV送電線路雷擊危害問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在簡(jiǎn)單了解66kV送電線路雷擊危害后，針對(duì)66kV送電線路雷擊識(shí)別問(wèn)題進(jìn)行研究，并進(jìn)一步提出了架設(shè)單避雷線、加強(qiáng)線路絕緣、自動(dòng)化重合閘、降低接地電阻、加強(qiáng)線路維護(hù)、加強(qiáng)裝置維護(hù)等措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：送電線路;防雷措施;供電安全;避雷裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0128-02

0 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電力的需求不斷擴(kuò)大，電力企業(yè)得到了人們的廣泛關(guān)注，輸電線路作為保證日常生產(chǎn)生活用電的關(guān)鍵性電力設(shè)備，必須要得到重點(diǎn)保護(hù)。但是當(dāng)前大部分輸電線路都會(huì)受到雷擊的影響，無(wú)法正常供電，66kV送電線路作為工業(yè)生產(chǎn)供電的主要設(shè)備，保證該線路供電穩(wěn)定性，就是從側(cè)面保證了國(guó)家工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，加強(qiáng)對(duì)66kV送電線路防雷方法的分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 66kV送電線路雷擊危害

1.1 66kV送電線路防雷發(fā)展現(xiàn)狀

66kV送電線路常用于工業(yè)生產(chǎn)中，在保證國(guó)家工業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，而且66kV送電線路分布面積較廣，輸送距離較長(zhǎng)、離地高度較大、線路走廊較寬。綜合上述特點(diǎn)來(lái)看，66kV送電線路在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中極容易受到雷電攻擊，如果沒(méi)有在第一時(shí)間展開(kāi)處理，還會(huì)危及到電力設(shè)備安全，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行被破壞，電力系統(tǒng)的供電安全無(wú)法保證，甚至?xí)斐纱竺娣e停電。因此，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中必須要全面落實(shí)防雷措施，以此有效規(guī)避66kV送電線路的雷擊事故。先要了解雷擊的具體特征，66kV送電線路在遭受雷擊后，雷擊事故波形會(huì)沿著輸電線路進(jìn)行傳播，在傳播運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電壓、電流的波形變化要根據(jù)線路損耗情況進(jìn)行分析，如果沒(méi)有損耗，則波形不會(huì)發(fā)生變化。但是參數(shù)發(fā)生變化的過(guò)程中，如果出現(xiàn)雷擊事故，那么波形就會(huì)出現(xiàn)折射和反射的情況，繼而會(huì)出現(xiàn)衰減和變形。

1.2 66kV送電線路中常見(jiàn)的雷擊事故

66kV送電線路雷擊事故分類(lèi)主要可以分成來(lái)兩大類(lèi)，分別為：直擊雷擊事故、感應(yīng)雷擊事故。直擊雷擊事故根據(jù)雷擊對(duì)象不同，還可以分成反擊、繞擊兩種形式，前者的雷擊對(duì)象為66kV送電線路的桿塔或者避雷線，后者的雷擊對(duì)象為66kV送電線路的導(dǎo)線。反擊直擊雷擊事故在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)形成高電位引發(fā)絕緣子閃絡(luò)形成的雷擊事故形式，繞擊直擊雷擊事故會(huì)在輸電線路上產(chǎn)生雷擊事故。感應(yīng)雷擊事故責(zé)根據(jù)放電階段不同，可以分為：先導(dǎo)放電階段以及主放電階段，先導(dǎo)放電階段中產(chǎn)生空間電場(chǎng)，導(dǎo)致最靠近通道的導(dǎo)線感應(yīng)給出異種正束縛電荷，此外，感應(yīng)雷擊事故還包含兩個(gè)方面：電磁感應(yīng)分量、靜電感應(yīng)分量，其中靜電感應(yīng)對(duì)感應(yīng)雷擊事故的貢獻(xiàn)值最大。相比較而言，感應(yīng)雷的波形較為平緩，不會(huì)造成相間雷擊事故[1]。

2 66kV送電線路雷擊識(shí)別

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，想要保證防雷措施的作用得到最大程度的放回，就要準(zhǔn)確識(shí)別66kV送電線路雷擊情況，以此有針對(duì)性的展開(kāi)相應(yīng)的處理工作。

首先，要建立66kV送電線路雷擊仿真模型。對(duì)不同的雷擊形式進(jìn)行全面的分析。ATM-EMTP這一電磁暫態(tài)仿真軟件，可以建立66kV送電線路仿真模型，從而對(duì)直擊雷過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓進(jìn)行仿真分析。仿真模型的建立主要可以分成三個(gè)環(huán)節(jié)，包括：桿塔模型建立、避雷器參數(shù)、絕緣子閃絡(luò)判斷。除了上述三個(gè)模型之外，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，還可以根據(jù)實(shí)際情況建立沖擊電暈?zāi)Ｐ汀⑤旊娋€路模型、雷電流模型。以輸電線路模型仿真為例，根據(jù)輸電線路在雷擊時(shí)出現(xiàn)的波形信號(hào)以及波頭處放大圖數(shù)據(jù)，具體計(jì)算雷擊瞬間電壓情況，建立相應(yīng)的模型，從而有效避免誤判的出現(xiàn)。

其次，要完成66kV送電線路雷擊仿真計(jì)算。由上可知，66kV送電線路雷擊事故分類(lèi)主要可以分成來(lái)兩大類(lèi)，分別為：直擊雷擊事故、感應(yīng)雷擊事故。而且根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在66kV送電線路雷擊以后，導(dǎo)線上的過(guò)電壓升高，如果沒(méi)有及時(shí)處理，就容易產(chǎn)生接地故障[2]。假設(shè)，66kV送電線路遭受的雷電流較大，故障暫緩后還會(huì)繼續(xù)上升，最終導(dǎo)致避雷器故障并且放電。在實(shí)際應(yīng)用中，采用小波分析技術(shù)可以有效完成66kV送電線路雷擊仿真計(jì)算。在使用小波分析技術(shù)的過(guò)程中，參數(shù)選取工作極為重要，主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行分析，分別為：小波基函數(shù)以及小波尺度。需要注意的是，在66kV送電線路遭受雷擊后，不僅信號(hào)發(fā)生畸變，還會(huì)出現(xiàn)大量的高頻分量，具有頻帶寬、頻率高和奇異性階數(shù)高等方面的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比分析結(jié)果，可以確定db4小波是最為合適的分析模型。而且這種分解模型中分解尺度的確定也相對(duì)簡(jiǎn)單，在此基礎(chǔ)上，還要根據(jù)型號(hào)的實(shí)際需求，確定小波濾波器的頻率分辨率，明確了具體的分解尺度，完成66kV送電線路雷電過(guò)電壓識(shí)別。

最后，要具體識(shí)別66kV送電線路雷擊情況。通過(guò)模型建立和仿真計(jì)算，對(duì)66kV送電線路雷擊情況進(jìn)行仿真，得到對(duì)應(yīng)的波形和莖基部放大圖片，確定故障差異性，明確了不同故障下的故障特點(diǎn)，為后續(xù)的識(shí)別工作奠定良好的基礎(chǔ)。根據(jù)前文分析可知，小波變換分析技術(shù)在識(shí)別66kV送電線路雷擊情況上具有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，可以提取小波分析中的數(shù)據(jù)特征，從而對(duì)66kV送電線路雷電過(guò)電壓的分類(lèi)進(jìn)行綜合性的判斷，從而更加準(zhǔn)確的落實(shí)66kV送電線路防雷措施，保證66kV送電線路可以穩(wěn)定進(jìn)行運(yùn)行，讓整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性得到提高。

以榆樹(shù)市供電公司負(fù)責(zé)的66kV送電線路為例，該公司在進(jìn)行送電線路雷擊識(shí)別的過(guò)程中，工作人員基于該線路過(guò)往三個(gè)典型的雷擊波形，按照上述方法進(jìn)行送電線路雷擊識(shí)別。第一步，計(jì)算得到三個(gè)電壓波形之間的相間相似度，除了第一波形之外，二、三波形相間相似度都進(jìn)小于0.6[3]。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，第一波形為感應(yīng)雷過(guò)電壓波形，二、三波形為直擊雷過(guò)電壓。第二步，按照流程計(jì)算三個(gè)電壓波形的具體電壓零模分量，并且進(jìn)行問(wèn)小波變換分析，最終確定第二波形為反擊過(guò)電壓、第三波形為繞擊過(guò)電壓。典型雷擊波形參數(shù)計(jì)算比較分析表如表1所示。

3 66kV送電線路防雷措施

除了及時(shí)識(shí)別之外，還要采取有效的措施避免送電線路出現(xiàn)雷擊事故情況，讓輸電線路文明運(yùn)行，保證電力供應(yīng)安全穩(wěn)定，最大程度降低供電企業(yè)的支出。

3.1 架設(shè)單避雷線

在處理66kV送電線路雷擊故障時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要根雷擊事故進(jìn)行全面的分析，根據(jù)雷擊故障發(fā)生的原因，對(duì)66kV送電線路進(jìn)行進(jìn)一步的處理。想要保證輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，就要采取有效的防雷措施，從根本上避免出現(xiàn)雷擊事故。最常見(jiàn)的一種就是采用架設(shè)單避雷線的方式，引導(dǎo)雷電向避雷線放電，以此讓輸電線路不會(huì)受到雷擊的侵害。

3.2 加強(qiáng)線路絕緣

對(duì)于66kV送電線路而言，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，絕緣配合是極為重要的部分，會(huì)對(duì)輸電工程的正常運(yùn)行造成直接的影響。66kV送電線路如果遭受雷擊，就容易出現(xiàn)絕緣子的積污問(wèn)題，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污穢放電情況，因此在進(jìn)行66kV送電線路絕緣設(shè)置的過(guò)程中，必須要堅(jiān)持科學(xué)合理的建設(shè)原則，選擇最佳的配合方式，以此加強(qiáng)線路的絕緣性可以有效提升66kV送電線路的運(yùn)行水平。而且科學(xué)的線路絕緣設(shè)置，可以從根本上降低雷擊時(shí)雙回路同時(shí)跳閘的概率，尤其是在一般的防雷措施無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，可考慮采用不平衡絕緣方式，讓雙回路的絕緣子片數(shù)產(chǎn)生差異，從而達(dá)到加強(qiáng)線路絕緣的目的。

3.3 自動(dòng)化重合閘

自動(dòng)化重合閘在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，主要在于幫助66kV送電線路降低雷擊事故發(fā)生概率，利用自動(dòng)化重合閘的特性，讓其在雷擊發(fā)生過(guò)程中自動(dòng)消除閃絡(luò)事故，從而避免雷擊造成的危害。根據(jù)上文分析可知，雷擊的最大傷害在于線路跳閘，對(duì)供電穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，而造成跳閘的主要因素包括：線路絕緣子的放電電壓、架空地線、雷電流強(qiáng)度、桿塔的接地電阻這四個(gè)方面，因此通過(guò)自動(dòng)化重合閘種的自恢復(fù)性能，就可以最大程度消除線路跳閘后帶來(lái)的負(fù)面影響，將雷擊事故的影響控制在最小范圍內(nèi)。

3.4 降低接地電阻

降低接地電阻也是一種有效的防雷措施，根據(jù)前文分析可知，如果桿塔接地電阻增加，那么也會(huì)造成雷擊故障，導(dǎo)致雷擊過(guò)電壓的出現(xiàn)。結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，接地線路腐蝕、化學(xué)降阻劑失效、外力破壞等都會(huì)造成接地電阻增加，適當(dāng)?shù)慕档蜅U塔的接地電阻，可以降低輸電路線的雷擊跳閘概率。常見(jiàn)的降阻方式就是在線路中加入人工接地體。以某供電企業(yè)為例，定期安排工作人員檢查接地體，及時(shí)清理接地體上的鐵銹，并且涂刷導(dǎo)電脂。

3.5 加強(qiáng)線路維護(hù)

上述四點(diǎn)都屬于常規(guī)防雷措施，在66kV送電線路進(jìn)行管理維護(hù)的過(guò)程中，也要意識(shí)的考慮到雷擊問(wèn)題。雷電事故本身就屬于概率性事件，隨機(jī)性較強(qiáng)，必須要在日常工作中，加強(qiáng)對(duì)線路的維護(hù)，保證線路的安全，消除其中存在的隱患，才能夠在雷擊發(fā)生時(shí)，將線路損失降到最低。加強(qiáng)線路維護(hù)主要可以從來(lái)兩個(gè)方面展開(kāi)，第一，加強(qiáng)66kV送電線路管理，消除隱患;第二，統(tǒng)一66kV送電線路技術(shù)要求。

3.6 加強(qiáng)裝置維護(hù)

除了上述五個(gè)方面之外，加強(qiáng)裝置維護(hù)也十分重要，通過(guò)對(duì)防雷裝置的維護(hù)，確保接地裝置良好，可以最大程度提高設(shè)備運(yùn)行效果，減少甚至避免輸電線路出現(xiàn)雷擊事故。由上可知，常見(jiàn)的防雷裝置包括：避雷線、自動(dòng)重合閘等，加強(qiáng)對(duì)這些設(shè)備以及防過(guò)電壓設(shè)備裝置得到運(yùn)行維護(hù)，可以讓防雷措施的作用效果得到最大化。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，66kV送電線路在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，本身就存在一定的危險(xiǎn)性，而本文通過(guò)分析該線路在輸電過(guò)程中可能受到的雷擊故障來(lái)看，加強(qiáng)雷電預(yù)防，落實(shí)防雷措施是該線路當(dāng)前的重點(diǎn)工作。通過(guò)對(duì)66kV送電線路雷擊危害和雷擊識(shí)別的分析，為防雷措施的確定提供了準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。而且，本文提出的架設(shè)單避雷線、加強(qiáng)線路絕緣、線路維護(hù)、加強(qiáng)裝置維護(hù)等措施，原理簡(jiǎn)單、操作性加強(qiáng)，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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