代立君，楊 暢，王知津，楊 霞

（1.國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司，陜西 安康725000；2.武漢克雷盾科技有限公司，湖北，武漢43000）

110 kV小牽線(xiàn)為全線(xiàn)架空線(xiàn)路，全長(zhǎng)為67.5 km，共78 基桿。2019 年7 月15 日47#桿C 相遭雷擊炸絕緣子串1次，2019年8月17日51#桿A相遭雷擊炸絕緣子串1 次，如圖1 所示，110 kV 小牽線(xiàn)路頻繁出現(xiàn)雷擊跳閘和絕緣子串擊炸事故，嚴(yán)重影響供電可靠性運(yùn)行。目前國(guó)網(wǎng)安康供電公司對(duì)小牽線(xiàn)的防雷主要采用架空雙避雷線(xiàn)、改造桿塔沖擊接地電阻、加裝線(xiàn)路避雷器，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生避雷器擊穿事故也經(jīng)常發(fā)生，如圖2 所示。110 kV 小牽線(xiàn)都沿大巴山和秦嶺山修建，森林覆蓋率達(dá)99%。山高路陡，大部分桿塔受到地理環(huán)境所限制，其運(yùn)行維護(hù)及改造接地電阻非常困難，而且工程造價(jià)高。尋求新型的防雷裝置來(lái)保障電能供應(yīng)是非常迫切的問(wèn)題。

圖1 絕緣子串遭雷擊炸壞

1 110 kV線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器防雷原理

圖2 線(xiàn)路避雷器雷擊炸壞

鉗位保護(hù)器是在線(xiàn)路金屬氧化物避雷器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新型防雷裝置，110 kV線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器正常運(yùn)行時(shí)與線(xiàn)路采用復(fù)合絕緣子進(jìn)行隔離，平時(shí)沒(méi)有泄漏電流流過(guò)保護(hù)器本體，當(dāng)線(xiàn)路出現(xiàn)雷擊過(guò)電壓時(shí)，保護(hù)器探針探測(cè)到線(xiàn)路過(guò)電壓時(shí)，鉗位保護(hù)器瞬間動(dòng)作，保護(hù)器本體脈沖電容對(duì)雷電波頭進(jìn)行削波，降低雷電幅值，鉗住絕緣子的閃絡(luò)電位。防止線(xiàn)路絕緣子閃絡(luò)造成的跳閘事故。110 kV鉗位保護(hù)器其主要特點(diǎn)是不用改造接地裝置，出現(xiàn)故障后不影響電網(wǎng)運(yùn)行。用在山區(qū)線(xiàn)路是非常經(jīng)濟(jì)、適用的一種防雷裝置。具體鉗位保護(hù)器防雷原理如圖3、4、5所示。

當(dāng)圖1 是線(xiàn)路沒(méi)有遭受雷擊過(guò)電壓的波形，是一個(gè)的正弦電流波。

圖3 線(xiàn)路未遭受雷擊過(guò)電壓的正弦電流波

圖4 線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)正弦電流波受干擾變形

圖5 加裝鉗位保護(hù)器后，線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)波形

當(dāng)圖2 是線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)的波形，正弦電流波遭受雷電的干擾發(fā)生了變形，雷電的波頭在幾μs受干擾變形內(nèi)升到了峰值，此時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓幅值極高，當(dāng)此電壓幅值超過(guò)了絕緣子串的沖擊閃絡(luò)電壓時(shí)將會(huì)發(fā)生閃絡(luò)或擊穿。當(dāng)圖3雷電經(jīng)過(guò)鉗位保護(hù)器后，將雷電高幅值，高陡度的雷電波頭進(jìn)行了“削波”，“削波”意味著降低了雷電波頭的幅值與陡度。當(dāng)雷電幅值低于絕緣子閃絡(luò)電壓幅值時(shí)，絕緣子即不會(huì)閃絡(luò)。絕緣子不閃絡(luò)線(xiàn)路雷擊就會(huì)跳閘。

2 110 kV小牽線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器選點(diǎn)原則

根據(jù)歷年來(lái)的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)及雷電定位系統(tǒng)查詢(xún)線(xiàn)路地形、地貌、桿塔的經(jīng)緯度選擇110 kV線(xiàn)路易擊段、跳閘次數(shù)最多的線(xiàn)路安裝。在此次工程應(yīng)用中重點(diǎn)選擇如下：如圖6 沿著山頂走的線(xiàn)路、線(xiàn)路制高點(diǎn)的桿塔2 邊相絕緣子串處安裝，桿塔接地電阻高于25 Ω以上的選擇A、B、C三相同時(shí)安裝鉗位保護(hù)器；如圖7所示三跨線(xiàn)路選擇2基桿塔A、B、C三相同時(shí)安裝；如圖8所示沿著山坡走的線(xiàn)路選擇了最空曠的邊相上安裝；如圖9 所示沿著山頂爬坡翻山的線(xiàn)路選擇了上到山頂?shù)倪B續(xù)2 基桿塔和從山頂或山脊下山的2 基桿塔邊相上各安裝一支鉗位保護(hù)器。

圖6 沿著山頂?shù)木€(xiàn)路

圖7 三跨線(xiàn)路（跨河流、跨山谷、跨深澗）

圖8 沿著山坡走的線(xiàn)路

圖9 沿著山頂爬坡翻山的線(xiàn)路

3 安裝方法及示意圖

110 kV 線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器上端與橫擔(dān)固定垂直懸掛，安裝鉗位保護(hù)器時(shí)，保護(hù)器下端的放電環(huán)與放電探針的間隙距離須要人工調(diào)整450～5000 mm之間。分別為2次、3次、2次、5次、6次、1次、2次等，與歷年來(lái)相比小牽線(xiàn)遭受雷擊的跳閘次數(shù)從12多次降低為0次，圖11為56#、22#桿塔安裝圖片。

圖10 110 kV線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器安裝示意圖

圖11 XLQW/110-II型110 kV線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器安裝

5 加裝線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器線(xiàn)路概況

2020 年5 月國(guó)網(wǎng)安康供電公司在小牽線(xiàn)9#、22#、26#、33#、48#、56#、63#、69#、74#、安裝了9 組XLQW/110-II 型110 kV 線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器進(jìn)行了試用，經(jīng)歷雷雨季節(jié)的試運(yùn)行，其中9#、33#、56#、63#、74#分別成功記錄了雷擊動(dòng)作次數(shù)

6 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，雷擊鉗位保護(hù)器在線(xiàn)路中最大的優(yōu)點(diǎn)在于不需要做接地裝置及接地引下線(xiàn)便能鉗住線(xiàn)路過(guò)電壓幅值，保護(hù)線(xiàn)路絕緣子的擊穿，在陜南山區(qū)110 kV線(xiàn)路中應(yīng)用效果非常明顯，針對(duì)山區(qū)的線(xiàn)路、巡視交通不便、接地電阻不好處理、發(fā)生故障后不容易查找和故障后影響電網(wǎng)運(yùn)行的線(xiàn)路中，使用110 kV線(xiàn)路雷擊鉗位保護(hù)器來(lái)減少雷擊跳閘和雷擊炸絕緣子串是行之有效的辦法。