楊瑞

(國網湖南省電力公司岳陽供電分公司,湖南岳陽 414000)

220kV同塔多回架空線路防雷技術

楊瑞

(國網湖南省電力公司岳陽供電分公司,湖南岳陽 414000)

本文通過對我國同塔多回架空線路影響防雷技術水平的因素進行分析,進而提出了220kV同塔多回架空線路的防雷手段:首先桿塔接地電阻在小于5Ω時,不需利用降低接地電阻以使線路防雷水平得到提升,然而對接地電阻需進行定期的檢驗和防范的優(yōu)化。盡可能減小桿塔高度,對線路內由于跨越而產生的超高的桿塔,須對它的防雷能力進行深入的校核,以采用有效的防雷措施,同時地線的保護角度要低于0°,并且在線路中采用氧化鋅式避雷器以進行防雷,進而提高防雷技術水平。

220kV 同塔多回路 架空線路 防雷技術

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，以及電網工程建設進程的加速，使得線路走廊變的越發(fā)緊張，對同塔多回路架空線路的采用可使走廊緊張以及土地的緊張情況得以緩解，且對輸電容量的提升、地區(qū)的發(fā)展與電網工程建設協調發(fā)展得以實現提供了有效手段。我國電力網絡220kV同塔多回路架空線路因跨越許多城市的交通，使得桿塔的高度明顯增加，致使繞擊幾率變大，使引雷的面積也相應增大，雷擊引起跳閘概率也會加大。對近年來統計數據的研究表明，雷擊引起的跳閘是220kV同塔多回路架空線路發(fā)生故障的主要方面。所以，對雷擊跳閘的影響因素進行總結分析十分必要，進而分析各類防雷的技術方法，使雷擊跳閘得幾率得以有效的降低。

1 對防雷性能以及跳閘率的分析計算

(1)反擊防雷性能計算的前提條件為：依據六層橫擔式的塔型，取呼稱高為36米，對絕緣子應用14片的絕緣子伏秒性質，將50%的放電電壓值取為1100kV，取接電阻值為5Ω。經計算得到：其防雷的水平是103kA，其年百公里的反擊跳閘率是0．74次。

(2)由繞擊耐雷分析計算統計得出，在超過220kV時的線路內因雷繞擊引起跳閘進而造成故障的比例很大。因此在進行設計之時，采取的重點是通過電氣的幾何模型以對線路繞擊展開分析與計算。經過計算得出，地線的保護角度都在-5°～5°之內，若將繞擊放電的最小電流取為5kA時，一側六層橫擔其繞擊的跳閘率是0．0048，數值很小，即表明若采用相應措施是可以對繞擊跳閘進行有效降低的。

(3)線路跳閘率年百公里6層橫擔桿塔的雷擊跳閘率：反擊跳閘率為0．74次；繞擊跳閘率為0．10次；總跳閘率為0．84次。

2 對線路內防雷性能發(fā)生作用的各影響因素分析

2.1 接地電阻影響因素對線路反擊防雷水平的作用

在桿塔和桿塔周圍的地上有雷落下后，因桿塔或者接地引下線的接地電阻與電感之上的壓降，以及塔頂處電勢可能會升至一定數值，使線路發(fā)生絕緣并引起閃絡，從而造成桿塔的反擊跳閘現象。并且桿塔接地的電阻會對雷擊跳閘率產生重要的影響，接地電阻不同之時所對應的防雷水平由表1示出。

減小桿塔的接地電阻，是在輸電時線路的基本防雷手段，經計算得出：當接地電阻小于10Ω之時，其對線路反擊的防雷性能沒有較大影響，由設計和實際的檢驗運行得出，對于接地電阻不超過5Ω是基本都可以符合的。所以，接地電阻更加深入的降低對于線路內防雷性能的影響效果是不顯著的。

2.2 桿塔高度影響因素對于線路耐雷的作用

(1)桿塔的高對線路的反擊防雷性能計算，考慮到許多較大城市中，對于輸電線路很多時候需橫跨各類市政的交通，當桿塔的呼稱高大于30米之時，對桿塔高不相同時其防雷性能展開分析計算便變得十分必要，如表2所示。

桿塔高不同會對雷的過電壓波通過桿塔進入地面且反射這一過程產生影響，當反射波達至塔頂時則會使得雷電在塔頂處的過電壓發(fā)生降低。桿塔高越大，該過程所需時間則越長，在桿塔雷電波所發(fā)生的過電壓波的幅度也將越大，防雷性能越低。

(2)當線路的高度變大之后，大地對于雷電的吸引則減弱，所以各層導線其繞擊的半徑最大時其對應的繞擊電流也將變大，也會相應增加其繞擊幾率。

2.3 線路絕緣水平影響因素對防雷水平的作用

輸電線的絕緣性能也為雷電反擊的重要影響因素之一。因此，對配置方法和絕緣性能進行適當布置，能在一定程度上對桿塔防雷的性能進行提升，進而使得因雷擊產生的跳閘次數得以有效減少。當雷電對地線或塔頂進行直擊時會引發(fā)線路發(fā)生絕緣反擊，通過利用我國接地和防雷所建議采取得計算方式，對桿塔防雷性能進行計算分析可得出，絕緣子也是影響輸電線路防雷的重要因素，所以對絕緣子片進行合理的增加，能使其放電的電壓得以提升，進而提高桿塔防雷性能，使得因雷擊造成的跳閘現象有效減少。

3 高跨越塔和同塔多回路線路的防雷辦法

因為我國部分地區(qū)的電網比較稠密，輸電的路線走廊相對緊缺，所以，就有日漸增多的220kV的同塔多回路線路，并且重要交叉跨越日益增多，所以，對于桿塔的防雷擊跳閘需要謹慎思慮，高效的防雷辦法必須及早采納，以便于保證電路的正常運行。防雷辦法有如下幾種：

3.1 降低桿塔的接地電阻

減少雷擊事故最有效的措施之一就是降低桿塔的接地電阻。使桿塔接地電阻數值盡可能的降到最低，以便于對桿塔地電位升高有一點的限制作用，從而達到電路耐雷水平提升的目的。在正常工作過程中，依據有關規(guī)程里的相關要求，必須周期性的檢查接地電阻，對于不合格的地方要給予及時的改造。

3.2 減小地線的保護角

中國的部分地區(qū)一個塔但是多回路線路的地線保戶角被縮小了，目的就是能夠有效降低雷電繞擊率。依據上面的計算結論，地線保護角應該設在在-5b-5b的范圍內。

表1 接地電阻不同之時相應的防雷水平

表2 桿塔呼稱高不同之時所對應反擊防雷的水平

3.3 提升絕緣性能

通過研究顯示：若雷擊桿塔的頂端是導致雷擊跳閘的主要原因，那么多加3片的絕緣子就能夠令雷擊的跳閘率下降27%。若雷繞擊線路是導致雷擊跳閘的關鍵因素，那么多加3片的絕緣子就能夠令雷擊跳閘率下降13．2%。依據上面的計算結果，在存在14片絕緣子的狀況下，6層的橫擔桿塔可以實現103kA的反擊耐雷的水準。中國的部分地區(qū)一個塔四回路線路的耐張串應用17-18片FC160/155類型的玻璃絕緣子，而直線串則應用SGX3-100/220類型的合成的絕緣子，這大概與17片FC160/155類型的玻璃絕緣子的絕緣性能相當，這足以確保桿塔的耐雷水平足夠。

3.4 使用線路懸式氧化鋅避雷器

從上個世紀90年代開始，在國內，展開了對氧化鋅避雷器的研究，從而應用于減少線路雷擊事故，目前，已成功使用在輸電線路上。長時間的正常工作表明，在輸電線上應用路氧化鋅避雷器可以明顯的預防繞擊以及反擊。自2004年以來，中國部分地區(qū)220kV輸電線路廣泛采用復合的外套金屬型氧化物避雷器，重點針對的是偏遠地區(qū)以及容易雷擊跳閘的線路?，F在，一個塔多回路線路頂層兩個回路的上、中、下三相，都需要安置氧化鋅避雷器。安置之后線路就沒有產生過雷擊跳閘的事故。人工合成的外套避雷器的本體以及串聯間隙兩部分組成氧化鋅避雷器。合成的外套避雷器的本體由ZnO的電阻片固定，此電阻片擁有良好的伏安特性。而串聯間隙是空氣間隙、環(huán)電極以及護線條三部分組成。串聯間隙的間距在850-900mm范圍內。避雷器的本體低壓端下的法蘭通過桿塔以及螺栓連接在一起，而高壓端上的法蘭采用放電環(huán)以及螺栓連接在一起。

4 結語

在諸多城市中，220kV同塔多回路架空線路需跨較多交通設施，使得桿塔高明顯增加，造成雷擊跳閘率升高。因此，需要選擇各類的防雷技術手段，以使得雷擊的跳閘率得以有效減少。通過本文的分析研究可得出，當桿塔接地電阻小于5Ω時，對線路防雷性能有較小影響，桿塔高對防雷水平有很大影響，并且減小地線的保護角、提高線路絕緣性能配置以及采用線路懸式氧化鋅避雷器，均可使雷擊的跳閘率得以有效降低，以期望在同塔多回路線路中可以得到推廣運用。

[1]王小麗,孟毓,朱秋展.同塔多回路架空輸電線路鐵塔塔型研究[J].華東電力,2008(36).

[2]黃愛華,鄭旭,錢廣忠.同桿并架多回路技術的應用[J]. 華東電力,2008(36).

[3]張 嘉旻 ,葛榮良.同塔多回路輸電技術特點及其應用分析[J]. 華東電力,2007(35).

楊瑞(1989—),男,本科,現在主要從事輸電線運行及維護工作。