張家偉

摘? 要：風力資源作為一種清潔、可再生資源，在發(fā)電領域中廣泛地應用，在各項技術不斷推動下，風電場裝機量位居世界前列，大大提升了我國風力發(fā)電技術，推動了風電場建設發(fā)展?；诖?，文章就35kV集電線路避雷器進行分析，其次分析35kV集電線路避雷器在風電場中的運行效果，以期提升風電場集電線路的穩(wěn)定性與安全性，減少風電場雷擊事件的發(fā)生，保障風電場平穩(wěn)有序運行。

關鍵詞：風電場;避雷器;防雷效果;35kV

中圖分類號：TM863? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0056-02

Abstract： As a clean and renewable resource， wind power resources are widely used in the field of power generation. With the continuous promotion of various technologies， the installed capacity of wind farms ranks in the forefront of the world， which greatly improves China's wind power generation technology and promotes the construction and development of wind farms. Based on this， this paper analyzes the 35kV collector line lightning arrester， and then analyzes the operation effect of the 35kV collector line lightning arrester in the wind farm， in order to improve the stability and safety of the wind farm collector line， reduce the occurrence of lightning strikes in the wind farm， and ensure the smooth and orderly operation of the wind farm.

Keywords： wind farm; lightning arrester; lightning protection effect; 35kV

引言

我國電力事業(yè)飛速發(fā)展，社會各界更加重視電網(wǎng)供電的安全性，合理的安裝風電場避雷器線路，能夠提升線路運行的可靠性，相關人員通過對35kV集電線路避雷器防雷效果分析，發(fā)現(xiàn)35kV集電線路在避雷器中的應用效果顯著。因此，相關人員有必要就線路避雷器防雷效果進行探討分析，確保通過合理的應用35kV集電線路避雷器，最大化提升風電場電網(wǎng)的防雷性，保證用電安全。

1 35kV集電線路避雷器分析

1.1 特點

35kV集電線路防雷避雷器通過連接件，連接兩個相線，避雷器裝置外部采用硅橡膠材料制成，材料主要是金屬氧化物、非線性電阻片，其中，連接件是由連接金具組成。35kV線路防雷避雷器一般用于35kV電壓等級且無屏蔽的地線中，在技術支持下，線路防雷避雷器就有良好的絕緣效果，如出現(xiàn)雷擊輸電線路時，防雷避雷器兩端的線路，在電壓的壓制下能夠限制一定的電流通過，有效提升了線路的耐力的耐雷水平，并且能夠更好保障避雷器裝置本身處于良好的運行狀態(tài)。

1.2 線路避雷器工作原理

35kV集電線路避雷器本體視域空氣間隙串聯(lián)組合而成，線路不存在老化的問題，若線路發(fā)生故障問題時，避雷器本身的線路是不會發(fā)生線路故障的，對電網(wǎng)的正常運行影響不大。35kV集電線路自身的優(yōu)勢，不存在引起避雷器本身故障問題，大大降低了電網(wǎng)事故發(fā)生的幾率，在具體安裝避雷器過程中，安裝人員需要控制好避雷器與桿塔之間的間距，提升整體結構的支撐效果。避雷器線路在輸電線路中，連接于絕緣子兩端的懸掛式新型避雷器，耐雷水平較高。當雷擊桿塔時，部分雷電流流向桿塔，另一部流向大地，通過增設35kV集電線路防雷避雷器，雷電流的分流會從避雷線傳入相鄰的塔桿，因?qū)Ь€間的電磁感應作用，導線和避雷線會產(chǎn)生耦合分量，耦合分量大大提升了導線的電位，從而減小了閃絡電壓。雷電流的波阻抗就是電壓波與電流波的比值，公式為：Z=U/I，雷電流比值作為重要的參數(shù)，能夠在雷電流中產(chǎn)生一定的阻抗;雷電流的幅值在受雷擊時用來衡量雷電流強度的重要指標，受氣象與自然條件的影響較大，需要進行實際的測量可以估算出數(shù)值，在具體計算中采用的是概率計算方法[1]。35kV集電線路避雷器耐雷水平的計算，需要具體結合感應雷過的電壓，雷電流沒有直擊導線，在導線附近形成較大的電場，并通過周圍的空氣進行傳播;直擊雷過電壓是雷電流直接打擊到導線或者是電桿，形成過電壓。在線路中裝置避雷器，當線路遭受雷擊時，避雷器可第一時間作出接地動作，防止事故的發(fā)生。

1.3 35kV集電線路耐雷分析

1.3.1 直擊雷電要害

35kV集電線路屬于重壓網(wǎng)絡，是防雷避雷器主要的配電網(wǎng)絡，線路的絕緣水平強，線路中存在避雷線、耦合地線、線路避雷器等設備，在雷雨天氣下，35kV集電線路能夠作為衡量風雷性能的重要指標，與此同時，線路的耐雷水平，與桿塔的尺寸、桿塔沖擊地電阻、絕緣子片數(shù)等因素影響，線路的總體耐雷水平存在一定的差異項。

1.3.2 感應雷電侵害

直擊雷的危害性較大，發(fā)生此現(xiàn)象時，會猛烈放電，并同時伴有電效應、熱效應等，遭到雷擊的導線，會將雷電流向兩側分流，形成電壓波，針對架空線路的波阻在過電壓的情況下，電阻過大。

2 35kV集電線路避雷器在風電場中的運行效果

2.1 35kV集電線路避雷器在電網(wǎng)中的應用

35kV集電線路避雷器不同的安裝方式產(chǎn)生的耐雷效果也不相同，當雷云擊打線路桿塔頂部時，雷電總是作用于避雷器，同時，線路的避雷器會將雷電流進行分流，并充分發(fā)揮線路避雷鉗的作用，確保線路絕緣不會產(chǎn)生其他的反應。雷擊打桿塔頂部時，在電壓作用下，線路避雷器會迅速反應，從而起到防雷的作用。

2.1.1 避雷器與線路絕緣子有效結合

35kV集電線路避雷器的主要作用就是減少線路絕緣子閃絡現(xiàn)象，不斷提升電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，由于線路避雷器的構成較為復雜，包含了帶間隙和不帶間隙兩種情況，在風電場實際建設過程中，35kV集電線路采用的是帶間隙或者不帶電間隙兩種情況，一般采用直連線路的方式，特殊情況下，采用串聯(lián)隔離器進行絕緣。在35kV集電線路防雷避雷器正常運行過程中，若避雷器主體發(fā)生故障，對系統(tǒng)自身的影響較小，需要合理地進行串聯(lián)間隙調(diào)整[2]。要想從根本上提升線路的防雷能力，相關人員必須要對耐力性進行系統(tǒng)的分析，相關研究人員需要結合實際線路運行情況進行分析，確保將避雷器與線路絕緣子相結合，不斷提升輸電線路運行效率，增強供電的穩(wěn)定性。

2.1.2 避雷器防爆性能提升

雷擊產(chǎn)生的雷電流通過避雷器內(nèi)部會產(chǎn)生高溫，加劇避雷器內(nèi)部的壓力，甚至造成內(nèi)部空氣膨脹爆炸。為減少雷擊事件的發(fā)生，必須提升避雷其運行的穩(wěn)定性，不斷提升避雷器防爆效果。35kV集電線路在風電場避雷器運行中，具體選擇壓力釋放裝置，或者選擇防爆自動隔離裝置，需要結合風電場實際運行情況，35kV集電線路在正常運行過程中，必須保證避雷器具備良好的密封性能，最大程度上提升35kV集電線路運行的穩(wěn)定性。在具體的線路選擇上需要選擇要篩選性能高、穩(wěn)定性較好的避雷器線路，進一步提升防雷器的防爆性能。

2.1.3 避雷器配置線路更加合理

避雷器中的保護電氣元件是重要的電波保護器，自身具備無間隙、無續(xù)電流殘壓低等優(yōu)勢，可有效限制內(nèi)部通過的高壓電流，因此，在線路的配置上更加合理化。同時，避雷器線路配置的科學性，能夠有效降低避雷器運行成本，提升避雷器的運行效果，避雷器在具體的應用實踐中，需要具體結合35kV集電線路運行情況，相關人員需要合理分析桿塔實際運行情況，盡可能減少避雷器之間的間距，將35kV集電線路避雷器的安裝數(shù)量控制在合理的范圍內(nèi)。

2.2 接地電阻對雷擊桿塔防雷效果的研究

風電場通常都建設于山區(qū)地帶，雷電出現(xiàn)時，集電線路容易發(fā)生雷擊跳閘的現(xiàn)象，同時，塔桿的接地電阻對線路的防雷能力影響較大，合理的配置塔桿線路能夠提升風電場運行的穩(wěn)定性，相關研究人員通過建立防雷電模型進行分析，具體探討風電場中桿塔接點電阻與耐雷水平之間的關系。據(jù)不完全統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，35kV集電線路桿塔接點電阻超標的情況下，嚴重影響線路的耐雷水平，為保證桿塔的沖擊電阻小于100Ω，相關人員需要合理化地配置線路，減少雷電反擊的現(xiàn)象，盡可能減少雷擊跳閘發(fā)生的幾率[3]。通過建立仿真分析模型，進一步分析超標的桿塔耐雷水平，發(fā)現(xiàn)超標嚴重的桿塔接地電阻越高，耐雷效果越差，同時，也是引起桿塔線路故障的主要原因。

2.3 避雷線對防雷效果的研究

提高35kV集電線路耐雷水平，能夠有效保障線路運行的安全性，通過對35kV集電線路避雷器在風電場中運行效果進行研究，相關人員通過仿真模型建立的方式，對防雷保護裝置進行計算，并進行仿真驗證。經(jīng)過計算，分析避雷線對耐雷水平的影響，通常反擊耐雷水平是雷電流直接沖擊避雷線，不會令絕緣子串發(fā)生閃絡的最大雷電流。在具體的應用中，避雷器對常見的土壤的電阻率和耐雷水平具有較高的要求，通過對風電場35kV集電線路測試數(shù)據(jù)的分析，能夠有效計算出反擊耐雷水平。35kV集電線路的進線段是變電站主要的線路，加強對線路的保護，有利于做好防雷保護工作，最大程度上減少線路發(fā)生雷擊的幾率，通過對35kV集電線路實際勘察，發(fā)現(xiàn)集電線路本身存在諸多問題，尤其多次遭受雷擊后，線路的穩(wěn)定性不佳，經(jīng)多次試驗，可具體計算出雷電流的幅值，并判斷進線段反擊耐雷擊水平。在仿真模擬結束后，相關人員需要，結合實際勘察的數(shù)據(jù)，進行分析，全面提升35kV集電線路的耐雷水平，并不斷優(yōu)化和改進，全面提升風電場發(fā)電的穩(wěn)定性和安全性。針對35kV集電線路避雷器發(fā)生的事故，分析發(fā)現(xiàn)，單避雷線反擊耐雷水平較低，安裝雙避雷線路后，反擊耐雷水平明顯提升，在實際運行過程中有效規(guī)避雷擊帶來的風險。

3 結束語

綜上所述，35kV集電線路在風電場電網(wǎng)運行中十分關鍵，線路的應用效果顯著，通過對不同雷擊效果的反應，相關人員需要正確選擇線路避雷器的使用方法、安裝方法。35kV集電線路為風電場常用的架空線路，在實際應用過程中，需要將線路雷擊跳閘發(fā)生幾率控制到最小，減少安全隱患的發(fā)生，保障風電場運行的安全性和穩(wěn)定性，并推動風電工程可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙國偉，白潔，李承，等.微地形環(huán)境下10kV配網(wǎng)雷害分析及防護措施優(yōu)化配置[J].智慧電力，2020，48（04）：112-118.

[2]方雨，劉路，李景，等.10kV配電線路防雷研究[J].電工材料，2020（02）：9-12.

[3]李正.10kV配電網(wǎng)防雷技術研究[J].通信電源技術，2020，37（06）：101-102.