陸春陽(yáng)

（東北電力設(shè)計(jì)院有限公司）

防雷差異化設(shè)計(jì)

陸春陽(yáng)

（東北電力設(shè)計(jì)院有限公司）

近年來(lái)，隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和強(qiáng)對(duì)流天氣的增多，雷害故障呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)，雷擊造成的線路兩相閃絡(luò)、同塔雙回線路同時(shí)閃絡(luò)、同一輸電通道多回線路相繼跳閘等嚴(yán)重故障明顯增加，高電壓、長(zhǎng)距離、大容量輸電線路防雷工作面臨新的課題。為此，需要根據(jù)輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)等差異，有針對(duì)性地開(kāi)展架空輸電線路防雷設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、改造工作。

防雷差異化；同塔雙回線路

0 引言

我國(guó)的電網(wǎng)是由輸電線路和變電站共同構(gòu)成的。高壓輸電線路一般處于野外，長(zhǎng)度從幾十公里至幾千公里。輸電線路所處區(qū)域地勢(shì)開(kāi)闊，建成后即成為該區(qū)域的制高點(diǎn)，是最容易遭受雷擊的，輸電線路雖然采取了多種防雷接地措施，但是由于雷擊而造成的線路跳閘仍然是導(dǎo)致線路跳閘的最主要的原因。

輸電線路特征參數(shù)主要包括線路的地形地貌、絕緣配置、接地形式和桿塔結(jié)構(gòu)等，這些參數(shù)的差異決定著輸電線路防雷性能的好壞。

1 防雷差異化治理策略

輸電線路防雷差異化治理策略可以分為四個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)，分別是防雷安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、改造方案制定、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)、投入與預(yù)期收效。

2 防雷差異化設(shè)計(jì)

架空輸電線路的防雷措施應(yīng)按照輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)的不同，進(jìn)行差異化配置，重點(diǎn)加強(qiáng)重要線路和多雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū)內(nèi)線路的防雷保護(hù)。

防雷差異化設(shè)計(jì)可以從四個(gè)方面入手，分別是地線保護(hù)角、絕緣配置、 接地電阻和線路避雷器。

3 實(shí)例

在對(duì)具體線路工程進(jìn)行防雷差異化設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要針對(duì)該線路工程的實(shí)際需要，選擇合適的防雷差異化設(shè)計(jì)方案。下面以一條在建的220kV同塔雙回線路為例，介紹一下防雷差異化設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用情況。

3.1 工程概況

該線路工程為在建工程，位于沿海地區(qū)，起訖點(diǎn)均為在建的變電站，電壓等級(jí)為220kV，長(zhǎng)度約為30km，本期新建2回，采用同塔雙回路方式架設(shè)。導(dǎo)線為2×JL/LHA2-210/220鋁合金芯鋁絞線，地線一根為JLB40-150鋁包鋼絞線，另一根為OPGW-150光纖復(fù)合架空地線。

本工程在可研及初設(shè)階段，建管單位及設(shè)計(jì)規(guī)范中都沒(méi)有針對(duì)輸電線路的防雷差異化設(shè)計(jì)的要求，但是在建設(shè)過(guò)程中，按照建設(shè)單位的需要，對(duì)該工程進(jìn)行防雷差異化的校驗(yàn)。

3.2 防雷差異化設(shè)計(jì)方案

（1）地線保護(hù)角

由于本工程在設(shè)計(jì)階段，對(duì)地線保護(hù)角的設(shè)計(jì)方案已經(jīng)滿(mǎn)足GB50545—2010《110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求，另外，鐵塔已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)階段，部分鐵塔都已經(jīng)施工完畢，所以更改鐵塔結(jié)構(gòu)，調(diào)整地線保護(hù)角是沒(méi)有必要，且是不可行的。

（2）絕緣配置

目前該工程的設(shè)計(jì)方案是，直線塔的2回線路均采用單聯(lián)或雙聯(lián)懸垂串，絕緣子采用FXBW-220/120-3復(fù)合絕緣子。

根據(jù)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的溝通情況，考慮對(duì)該線路工程具有正常絕緣的一回線路上適當(dāng)增加絕緣以形成不平衡絕緣。即在直線塔的其中1回線路上，對(duì)懸垂串上的復(fù)合絕緣子加裝2片或1片盤(pán)型瓷絕緣子；直線塔的另1回線路上，懸垂串上仍為復(fù)合絕緣子，不加裝盤(pán)型瓷絕緣子。絕緣子參數(shù)如表1所示。

表1 絕緣子參數(shù)表

按上述防雷差異化設(shè)計(jì)方案，直線塔的其中1回線路的絕緣子串長(zhǎng)度會(huì)增加292mm或146mm，因此需要校驗(yàn)其間隙圓是否還能滿(mǎn)足要求，還需要校驗(yàn)導(dǎo)線對(duì)地距離是否滿(mǎn)足要求

以SZ3直線塔為例，間隙圓圖如下圖所示。

如下圖所示，加裝1片盤(pán)型瓷絕緣子時(shí)，SZ3的上相絕緣子串在帶電作業(yè)工況不滿(mǎn)足最小間隙的要求值（見(jiàn)表2）。

表2 最小空氣間隙表

綜上所述，由于加裝1片絕緣子后，其間隙圓已經(jīng)不能滿(mǎn)足GB50545—2010《110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求，而鐵塔都已經(jīng)開(kāi)始加工生產(chǎn)，不能加大鐵塔的尺寸，所以絕緣配置無(wú)法進(jìn)行調(diào)整。

3.3 接地電阻

該工程的原接地方案是鍍鋅圓鋼，環(huán)繞在鐵塔周?chē)?。根?jù)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位的溝通情況，調(diào)整為在鐵塔接地線的四周，加裝接地模塊，平行接地線及引下線仍為鍍鋅圓鋼。

圖 SZ3加1片絕緣子間隙圓圖

此部分調(diào)整對(duì)工程整體造價(jià)影響很小。

3.4 線路避雷器

由于該工程附近的輸電線路沒(méi)有安裝線路避雷器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，所以建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位對(duì)加裝線路避雷器均持保留態(tài)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，輸電線路常用的防雷措施有降低桿塔接地電阻、減小地線保護(hù)角、加裝線路避雷器、增強(qiáng)絕緣配置、加設(shè)耦合地線、安裝塔頭避雷針、避雷線側(cè)針、絕緣子并聯(lián)間隙等。只有按照輸電線路雷擊故障規(guī)律配置這些防雷措施，并針對(duì)各個(gè)桿塔防雷薄弱點(diǎn)選擇有針對(duì)性、有差異的防雷措施，才是提高防雷工程技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。

對(duì)于新建線路，選擇合理的差異化防雷措施，應(yīng)盡量在輸電線路的前期設(shè)計(jì)中就考慮在內(nèi)，才能使工程的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性達(dá)到最佳；對(duì)于已建線路，依據(jù)線路防雷改造目標(biāo)與經(jīng)費(fèi)預(yù)算,選擇最佳改造方案。

[1]GB 50545—2010 110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]張殿生.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[3]陳家宏,呂軍,等.輸電線路差異化防雷技術(shù)與策略[J].高電壓技術(shù), 2009,12（12）.

2016-12-25）