燕翔琿

（陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城048102）

0 引言

雷擊是影響35 k V配電線路可靠供電的重要因素之一，幾乎1／3的線路跳閘事故都是由雷擊引起的，尤其是在雷電活動(dòng)劇烈的地區(qū)，雷擊跳閘事故極大地影響了供電的可靠性乃至整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。由此可見，防雷措施對(duì)于保證電網(wǎng)安全運(yùn)行至關(guān)重要，同時(shí)也是世界各國(guó)電力工作者一直研究的課題?，F(xiàn)對(duì)目前廣泛應(yīng)用的防雷措施加以闡述，并結(jié)合某35 k V線路防雷現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了防雷措施的改進(jìn)方法。

1 輸電線路防雷措施

1．1 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線后，雷擊時(shí)的雷電流沿避雷線經(jīng)接地引下線泄入大地，從而保證架空線路的可靠供電。其除了能減少雷電直擊導(dǎo)線的幾率外，還具有以下作用：（1）分流作用。避雷線依靠接地電阻將雷電流泄入大地，從而降低雷擊過電壓。（2）屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。為了減少繞擊率，避雷線的保護(hù)角應(yīng)保持在20°～30°之間，山區(qū)應(yīng)保持在15°以下。

1．2 降低桿塔接地電阻

由于桿塔接地電阻與線路耐雷水平成反比，所以應(yīng)根據(jù)每基桿塔的土壤電阻率盡量降低桿塔的接地電阻，從而使雷擊桿塔時(shí)塔頂電位降低，線路過電壓降低，進(jìn)而提升線路的耐雷水平，這是降低線路雷擊跳閘率最直接最經(jīng)濟(jì)的措施。降低接地電阻的方法有延長(zhǎng)接地極、增加埋設(shè)深度、增加垂直接地極、置換低阻值的土壤以及使用降阻劑等。

1．3 裝設(shè)避雷器

由于導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓通過架設(shè)避雷線的方法并不能有效降低，故當(dāng)降低桿塔接地電阻后線路的耐雷水平仍然不能滿足要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)線路避雷器。它與絕緣子并聯(lián)安裝在桿塔上，當(dāng)桿塔或避雷線遭受雷擊時(shí)，避雷器的串聯(lián)間隙放電，由于其動(dòng)作特性比絕緣子更低，從而避免了絕緣子再次閃絡(luò)造成線路跳閘。避雷器在預(yù)防雷電直擊桿塔頂部、避雷線以及繞擊導(dǎo)線后對(duì)絕緣子造成沖擊閃絡(luò)等方面效果非常顯著，但是其價(jià)格昂貴，因此應(yīng)對(duì)線路所在地形、運(yùn)行狀況和經(jīng)驗(yàn)等全面考慮，合理安裝線路避雷器。

1．4 架設(shè)耦合地線

耦合地線的架設(shè)即在導(dǎo)線下方再架設(shè)一條線，雖然并不能減少雷電繞擊率，但是可以增大避雷線和導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，從而降低線路絕緣上的過電壓，同時(shí)將流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流，以此來提高線路的防雷水平。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，耦合地線可以顯著降低雷擊跳閘率，這對(duì)山區(qū)中的輸電線路尤為明顯。

1．5 加強(qiáng)線路絕緣

加強(qiáng)線路的絕緣能力來提高線路的耐雷水平是防雷措施中一項(xiàng)極為有效的方法，而絕緣子性能的好壞對(duì)線路的絕緣能力又有著直接的影響。實(shí)踐證明，增加一片絕緣子可以使線路的耐雷水平得到顯著的提高，進(jìn)而大大降低雷擊跳閘率。由于合成絕緣子具有防污能力強(qiáng)、免維護(hù)、強(qiáng)度高、重量輕等優(yōu)勢(shì)，目前被廣泛應(yīng)用于輸電線路，但合成絕緣子的耐雷水平相對(duì)較低，這就提高了雷擊跳閘故障發(fā)生的幾率。因此，需要根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等綜合考慮選擇絕緣子的類型。此外，加大大跨越檔導(dǎo)線與地線之間的距離，在35 k V線路中采用瓷橫擔(dān)等沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率，都是提高線路絕緣水平的措施。

1．6 裝設(shè)自動(dòng)重合閘

由于雷擊所造成的線路跳閘為瞬時(shí)性接地故障，自動(dòng)重合閘的安裝通?？梢允咕€路跳閘后成功自行恢復(fù)，所以此措施可有效降低雷擊線路所導(dǎo)致的跳閘率，進(jìn)一步提升線路供電的可靠性及穩(wěn)定性，減少損失。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

某35 k V整條線路所在地為平原，雷電活動(dòng)較為頻繁。據(jù)運(yùn)行記錄顯示，該段線路的跳閘故障幾乎有80%是雷擊引起的。對(duì)此線路已有的防雷措施以及絕緣配置情況等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與調(diào)研，收集防雷參數(shù)，利用ATP－EMTP仿真系統(tǒng)，建立供電系統(tǒng)架空線路、桿塔、絕緣子、變壓器、避雷器和電壓互感器等元件的仿真模型，綜合仿真分析、理論研究以及評(píng)估，得出造成該地35 k V線路雷擊跳閘率高的主要原因如下：（1）大部分桿塔接地電阻較高，超出標(biāo)準(zhǔn)要求值，導(dǎo)致線路耐雷水平低。（2）架設(shè)單避雷線的部分桿塔保護(hù)角超過標(biāo)準(zhǔn)要求值，導(dǎo)致繞擊率高，由此提高了雷擊跳閘率。

針對(duì)以上問題，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)已有的防雷經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整不符合標(biāo)準(zhǔn)的避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角，將其控制在20°～30°之間。為提高防雷水平，將3片瓷絕緣子串提高至4片，桿塔接地電阻降至10Ω，甚至為5Ω。

以7＃桿塔為例，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研采集數(shù)據(jù)計(jì)算得到該桿塔的耐雷水平現(xiàn)狀為25．73 k A，接地電阻為12Ω，絕緣子串類型為耐張型，型號(hào)為雙傘型耐污懸式瓷絕緣子。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定35 k V有避雷線的線路，在一般土壤電阻率地區(qū)，線路耐雷水平不宜低于20 k A，大跨越檔中央和發(fā)電廠、變電所進(jìn)線保護(hù)段耐雷水平不宜低于30 k A。35 k V線路絕緣子每串應(yīng)不少于3片，新建線路應(yīng)要求增加1個(gè)絕緣子。大跨越檔的絕緣水平不低于同一線路的其他桿塔?，F(xiàn)將接地電阻由12Ω降至10Ω，通過仿真，得到此措施可將耐雷水平提高到31 k A，如圖1、圖2所示。

圖1 雷電流32 k A時(shí)，發(fā)生閃絡(luò)，線路跳閘

圖2 雷電流31 k A時(shí)，未發(fā)生閃絡(luò)，線路未跳閘

為提高防雷水平，在降低接地電阻的情況下，同時(shí)將該桿塔的3片瓷絕緣子增加至4片，通過仿真可以得到此時(shí)耐雷水平從25．73 k A提高至34 k A。

3 結(jié)語(yǔ)

雷擊導(dǎo)致線路跳閘是威脅35 k V配電線路安全可靠供電的重要原因之一。目前所廣泛采用的幾種防雷措施能夠大大提高線路的耐雷水平，但是保護(hù)措施的選擇必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際運(yùn)行情況，如地形、氣候條件、雷電活動(dòng)強(qiáng)度等，并結(jié)合線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)效益等各方面綜合考慮來選擇，同時(shí)運(yùn)行單位需做好對(duì)線路的巡線工作，特別是雷擊事故頻發(fā)的桿塔，對(duì)已發(fā)生閃絡(luò)的絕緣子應(yīng)及時(shí)更換。35 k V線路必須有效做好防雷工作，這樣才能提高線路的供電可靠性。

［1］張要強(qiáng)，張帆．采用線路型避雷器提高35 k V輸電線路的耐雷水平［J］．絕緣材料，2008（1）

［2］李景祿．配電網(wǎng)頻發(fā)故障的原因分析及整改措施［J］．高電壓技術(shù)，1995（1）

［3］易輝，崔江流．我國(guó)輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀及防雷保護(hù)［J］．高電壓技術(shù)，2001（6）