基本信息
- 项目名称：
- 高海拔地区500KV输电线路防雷保护研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究选择攀西地区二滩水电站到普提开关站之间的三条500KV输电线路为研究对象，利用2007-2010年500kv高压输电线路由于雷击而引起的断路器跳闸的资料及其相关数据，比较这三条线路的跳闸次数、跳闸区段，地形特征的不同以及现有的防雷措施的作用，从而提出对这些区段内地闪密度大的地方如何做好防雷保护的建议。该研究可以为电力部门提供某些参考的数据，从而更好的做好输电线路防雷保护工作。
- 详细介绍：
- 本研究选择攀西地区二滩水电站到普提开关站之间的三条500KV输电线路为研究对象。主要根据输电线路断路器由于雷击引起跳闸的各种情况来对线路进行分析。 首先介绍了攀西地区的地形，地貌，以及所要研究的三条500KV输电线路，二普一线：二滩电站-黄家河坝-前山乡-大青乡-拉木昭-普提开关站，二普二线：二滩电站-麻栗坪-大坝-觉莫-瓦吉-普提开关站，二普三线：二滩电站-烂坝村-新塘-刘家坪-角落日达-普提开关站，的地理走势 然后引入对比分析法原理对二普一线、二普二线、二普三线这三条500KV高压输电线路在条件因素不一致，指标相同的前提下进行分析对比。 第一，多雷季节输电线路防雷保护的分析。 根据对二普一线，二普二线，二普三线的断路器跳闸时间的统计，跳闸时间分别为：二普一线6，8，10，12月份；二普二线5，6（2次）月份，8(3次)，9月份，二普三线1，7，10，12月份。可以得出输电线路由于雷击引起断路器跳闸主要发生夏季，其他季节也有跳闸的可能，但概率较小。 根据二普一线，二普二线，二普三线，这三条输电线路每年每段的落雷次数，地闪密度，二普一线地闪密度较大的区段用杆塔号来表示：2007年为0-16，64-80，107-128，306-323，2008年232-276，2009年60-72，2010年68-75；二普二线地闪密度较大的区段用杆塔号表示：2007年杆为0-14，-70-80，280-322，2008年16-35，240-288，336-352，2009年25-40，68-75，2010年60-72，270-288；二普三线地闪密度较大的区段用杆塔号表示：2007年为2007年0-18，72—90，169—195，2008年105—120，2009年20—40，70—80，100—112，2010年102—119。可以看出同一条输电线路的每个部分的地闪密度不同，关注地闪密度较大的区段，这些段很容易引起断路器的跳闸。 另外根据输电线路断路器跳闸地点地闪密度的特征：二普一线2007年118，107，315号杆塔上断路器出现跳闸，地闪密度分别为4次/ k㎡，3.5次/ k㎡，6次/ k㎡，2008年248号杆塔出现断路器跳闸，其地闪密度为15次/ k㎡；二普二线2007年256，174，175号杆塔出现断路器跳闸，地闪密度分别为3.2次/ k㎡，2次/ k㎡，2次/ k㎡，2008年220号杆塔出现断路器跳闸，其地闪密度为10次/ k㎡，2009年296，173号塔上断路器出现跳闸，地闪密度分别为9.8次/ k㎡，7次/ k㎡，2010年277，362号杆塔上断路器出现跳闸，地闪密度分别为10次/ k㎡，6次/ k㎡；二普三线2007年169，171，195号杆塔上断路器出现跳闸，地闪密度分别为次2/ k㎡，2次/ k㎡，4.5次/ k㎡，2009年97，24号杆塔出现断路器跳闸，地闪密度分别为13 k㎡，17 k㎡。可以分析得：2007年输电线路的落雷次数较少，地闪密度较小，但引起的断路器跳闸次数比较多；2008-2010年输电线路的平均落雷次数较多，地闪密度较大，但引起的断路器跳闸次数少。 第二，不同海拔高度输电线路防雷分析。 根据2007-2010年三条输电线路跳闸的地貌特征:二普一线248#，107#，315#，118#号杆塔发生断路器跳闸，其对应的地貌特征及海拔为山地1957m，山坡1694 m，丘陵2901m，山地1697m；二普二线362#，174#，175#，220#，296#，173#，277#，256#号杆塔发生断路器跳闸，其对应的地貌特征及海拔为山坡2451m，山坡1480m，山坡1560m，山坡1756m，山坡3074m，山坡1475m，山坡2271m，山坡1705m，二普三线195#，169#、171#号杆塔发生断路器跳闸，其对应的地貌特征及海拔为山顶2481m，山坡2865m，山坡3017m。可以分析得断路器跳闸地点基本上都发生在山地，山坡，以及丘陵等比较突出的地方，其中山坡发生的几率更大些，同时海拔高度的不同也会使断路器跳闸所承受的过电压的值不同。 通过对二普一线在2007-2010年断路器跳闸，跳闸区段主要分布和二普一线2007-2010年的每年的平均地闪密度的分析:跳闸区段主要分布在至二滩53.697km和至二滩59.699km之间的段以及至二滩126.788km和至二滩157.434km之间的段;二普一线2007-2010年的每年的平均地闪密度分别为3.40469次/ k㎡、9.58528次/ k㎡、8.16321次/ k㎡、5.82255次/ k㎡。易知，2008，2009年输电线路雷电的平均地闪密度要高些，但是2008，2009年断路器基本未发生跳闸；2007年发生了3次雷击事故跳闸，后来进行了必要的接地开挖整治，以及安装防绕击避雷针，说明采取的措施起到了很好的防雷保护作用，这些措施可在这条线路的其他地方进行更广泛的试用。 用同样的方法可分析二普二线和二普三线在2007-2010年断路器跳闸，跳闸区段主要分布及二普二线和二普三线2007-2010年的每年的平均地闪密度。可以的出结果：对于二普二线二普二线在2007-2010年对断路器跳闸的地方采取了安装可控避雷针、接地开挖整治、安装防绕击避雷针，但这些措施对以后减少断路器跳闸上来讲不是十分合理。从以上数据可以看出，在与二普一线地闪密度基本相同的条件下，这条线路的跳闸几率要大些，另外在二普二线线路中使断路器跳闸的雷电因素都是绕击，并且雷击点地貌全是山坡。在实际的工作中，工作人员要注意对山坡处输电线路的防雷，特别是对绕击雷的防护。对于二普三线针对2007年发生的三次跳闸，采取了接地开挖整治，2008年没有出现断路器由于雷击而发生跳闸，针对2009年的2次跳闸安装防绕击避雷针，安装可控避雷针，2010年没有在出现，说明采取的措施很合理。在这条线路中雷击点出现在了山顶和丘陵地带，这提醒我们在输电线路的防雷保护中一些山顶地段也要注意防雷。 最后，对这三条输电线路展开综合讨论。 1 综合各方面因素对这三条输电线路经济性的讨论。 二滩水电站到菩提开关站架设了三条500kv的输电线路：二普一线线路全长155.077km，共有铁塔总数321基；二普二线线路全长155.719km，铁塔总数330基；二普三线线路全长：135.587km，铁塔总数286基。容易看出这三条输电线路中二普三线线路最短，铁塔总数最少；二普二线线路最长，铁塔总数最多。二普一线2007-2010年的每年的平均地闪密度分别为3.40469次/ k㎡、9.58528次/ k㎡、8.16321次/ k㎡、5.82255次/ k㎡。二普二线2007-2010年的每年的平均地闪密度分别为3.36922次/ k㎡、9.56594次/ k㎡、8.13032次/ k㎡、5.90287次/ k㎡。二普三线2007-2010年的每年的平均地闪密度分别为2.33172次/ k㎡、9.41128次/ k㎡、8.0618次/ k㎡、4.4398次/ k㎡。易知2007-2010年中这三条输电线路相比，二普三线在这4年中输电线路的平均地闪密度要低些；二普二线要高些。根据西昌电业局2007-2010年断路器跳闸资料的统计二普一线，二普三线由于雷击引起断路器跳闸次数较少，二普二线断路器跳闸次数较多。二普一线，二普二线，二普三线三条输电线路的平均海拔分别为2064m，2072.4m，2180m，看以看出二普三线的海拔稍微高点。 综上可知在这三条输电线路中二普三线设计的要经济些。二普二线设计的经济性较差，所经之地地闪密度较高，在2007-2010由于雷击所引起的断路器跳闸次数较多。在二普二线中值得注意的是雷击点的地貌特征全是山坡，说明在这条线山坡处的防雷保护做的还不够好，实际工作中要加强这方面的作业，根据不同的地形特征，选择合适的避雷措施，比如，避雷器的安装，安装防绕击避雷针等等。 2 根据这三条输电线路地闪密度和跳闸地点的不同来讨论防雷措施作用和防雷设备的建议。 这三条输电线路地闪密度比较高的地方：二普一线2007年0-16，64-80，107-128，306-323，2008年232-276，2009年60-72、2010年68-75；二普二线2007年0-14，70-80，280-322，2008年16-35，240-288，336-352，2009年25-40，68-75，2010年60-72，270-288；二普三线2007年0-18，72—90，169—195，2008年105—120，2009年20—40，70—80，100—112，2010年102—119。可知在2007-2010年统计的断路器由于雷击引起跳闸的地段都发生在这些地方。但是有些区段地闪密度较高却没有发生断路器跳闸，可能是防雷措施做的比较好，或者是地形的原因。在实际工作中要加强这些地闪密度大的杆塔间的巡逻和保护。根据这几年的统计资料显示引起断路器跳闸的雷击类型都是绕击，说明绕击在输电线路中占了很大的比重。在高海拔地区输电线路防雷保护方面，单纯的在架空裸导线上面辐射避雷线已经起不到很好的保护线路作用，尤其是对这种绕击雷比较盛行的地区。这三条输电线路的地理走向都经过10mm,20mm,30mm的覆冰区，覆冰也会对断路器的跳闸与否产生影响。在这种情况下在地闪密度比较大的地方要加大防雷设备的投入，比如在山坡地闪密度较大的区段安装防绕击的避雷器，及防绕击的避雷针等等其他措施。
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撰写目的和基本思路
- 在实际中，输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜，根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。在高海拔山区，雷击次数多，而且地形越恶劣的环境越严重，采用单一的避雷器不能产生很好的避雷效果，这时要考虑使用多种防雷措施。本研究根据断路器跳闸及相关指标来分析高压输电线路防雷措施的好坏。
科学性、先进性及独特之处
- 本研究针对攀西地区二滩水电站到菩提开关站之间的三条输电线路，结合西昌电业局2007-2010年对这三条输电线路的断路器跳闸情况及相关统计，总结这三条线路近几年的运行情况，及存在的问题，来说明高海拔输电线路防雷要注意的问题，具有针对性和现实参考价值。
应用价值和现实意义
- 本研究具体分析了每条输电线路的跳闸特点，跳闸出现地点的地形特征，以及每年雷电密集时线路的跳闸情况，针对每条线路做了相应的总结，以后可以为电力工作人员提供某些结论和数据的参考，更好的做好线路的防雷保护工作。
学术论文摘要
- 本研究选择攀西地区二滩水电站到普提开关站之间的三条500KV输电线路为研究对象，利用2007-2010年500kv高压输电线路由于雷击而引起的断路器跳闸的资料，包括跳闸时间，跳闸地点，跳闸具体位置，雷击类型，跳闸位置的地形特征以及每个杆塔的地闪密度，比较这三条线路的跳闸次数、跳闸区段，地形特征以及现有的防雷措施的作用，从而提出对这个区段内地闪密度大的地方如何做好防雷保护的建议。该研究可以为电力部门提供某些参考的数据，从而更好的做好输电线路防雷保护工作。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 【1】李景禄 .现代防雷技术【M】. 水利水电出版社，2009：101-120. 【2】熊信银，朱永利. 发电厂电气部分【M】. 中国电力出版社，2009：173-176. 【3】李成炎，周建军 等. 一起500kv线路远跳保护动作分析【J】. 水电能源科学，2011，（3）：159-161. 【4】相龙阳，彭春华，刘刚. 500kv变电站过电压的仿真研究【J】.电力科学与工程，2011（2）：30-35. 【5】贾玉琢，刘锐鹏. 覆冰输电架空导线初始构型研究【J】.水电能源科学 2011，（1）：148-150. 【6】张雪松，代泽兵. 安装新型铅减震器的500kv氧化锌避雷器抗震【J】. 武汉大学学报，2011（1）：107-110. 【7】易 辉 、崔江流. 我国输电线路运行现状及防雷保护【J]. 国家电力公司武汉高压研究所:2001,27(6):44-45.
同类课题研究水平概述
- 随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电已经成为最重要的资源之一，如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。根据各省网公司输电线路运行状况的分析可见引起线路跳闸的主要原因依次为雷击 污闪鸟害覆冰舞动及外力破坏，1996年度全国及110KV以上电压等级架空送电线路因雷击和污闪引起的跳闸及事故占有较大比例。国内外高压 超高压线路运行经验表明线路绝缘闪络主要是工作电压及雷击闪络 而这两种原因的绝缘闪络中雷击闪络又占比重。我国的输电线路总体运行水平在世界上较为先进，线路综合跳闸率的平均值相对较低，仅个别地区线路跳闸率较高。雷害是危及输电线路尤其是超高压输电线安全运行的首要原因。
