張 勛，劉幸殊

（1.五凌電力有限公司東坪水電廠，湖南 益陽(yáng) 413500；2.湖南省水電智慧化工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

1 引言

東坪水電廠是以發(fā)電為主的中型水電工程，位于湖南省安化縣東坪鎮(zhèn)資江干流，所轄110 kV線路地處山區(qū)，轄區(qū)內(nèi)高山林立、重巒疊嶂，山地、丘陵、崗地犬牙交錯(cuò)，氣候溫暖濕潤(rùn)、雨水充沛，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，平均年雷暴日在80 d左右，雷暴活動(dòng)劇烈，雷電強(qiáng)度大，屬于強(qiáng)雷電活動(dòng)地區(qū)；電廠有兩回出線，一回資東線通過(guò)東坪變與系統(tǒng)并網(wǎng)，另資株線通過(guò)下游株溪口水電廠（17.9 km）并網(wǎng)。近幾年的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，因雷擊110 kV出線造成全廠設(shè)備停運(yùn)的事故屢有發(fā)生，嚴(yán)重影響水電廠的安全生產(chǎn)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)對(duì)2014～2016年線路運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1），其中2015年雷擊導(dǎo)致全廠停電事故多次發(fā)生，甚至在1 d內(nèi)多次發(fā)生，對(duì)電廠安全生產(chǎn)造成極大危害，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 2014-2016年資株線雷擊跳閘事故統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)線路雷擊故障分析及避雷研究，結(jié)合東坪水電廠110 kV資株線情況，基于該地區(qū)雷電活動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)該地區(qū)雷電活動(dòng)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)依據(jù)該地區(qū)歷年雷擊頻次分布，總結(jié)110 kV資株線所在區(qū)域雷害分布規(guī)律，構(gòu)建資株線在實(shí)際雷電活動(dòng)特征下的線路雷擊過(guò)電壓仿真分析和防雷性能計(jì)算，實(shí)現(xiàn)線路整體防雷性能的準(zhǔn)確評(píng)估?？紤]國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的“堵塞型”輸電線路防雷保護(hù)措施和防雷手段的現(xiàn)狀，分析輸電線路防雷措施的相互關(guān)系，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、可行性和技術(shù)性分析，提出110 kV線路防雷措施的優(yōu)化配置方法，將新型防雷裝置對(duì)線路防雷手段加以改進(jìn)，從而有效抑制110 kV資株線雷擊故障的發(fā)生，提高線防雷水平，有效防范110 kV資株線因雷擊造成的風(fēng)險(xiǎn)，為有發(fā)電企業(yè)在線路防雷技術(shù)改造方面提供指導(dǎo)與參考。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1 資株線線路情況

2.1.1 資株線全線桿塔數(shù)據(jù)測(cè)量情況

對(duì)110 kV資株全線桿塔進(jìn)行了地型地貌、桿塔高程、桿塔接地電阻等數(shù)據(jù)測(cè)量并收集，以及對(duì)資株線路徑進(jìn)行了查勘，統(tǒng)計(jì)情況如圖1、表2所示。依據(jù)DL/T 475-2017《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》規(guī)范進(jìn)行測(cè)量。分析地形發(fā)現(xiàn)：110 kV資株線全線走向是從高山、山地、丘陵、崗地交錯(cuò)地形經(jīng)過(guò)，整體地形平均海拔從西往東為下降趨勢(shì)。

表2 資株線桿塔數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

圖1 110 kV資株線走向示意圖

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，有B2～B5、B7、B9～B12、B14～B16、B32、B35、B38桿塔的接地電阻已大于10 Ω，不符合防雷要求。

續(xù)表2

2.1.2 資株線避雷器運(yùn)行情況

通過(guò)對(duì)電廠資株線避雷器絕緣以及動(dòng)作測(cè)試，A、B、C三相底座絕緣分別為17 200 MΩ、16 900 MΩ、15 300 MΩ，絕緣合格。三相避雷器都分別進(jìn)行了動(dòng)作測(cè)試3～5次，放電計(jì)數(shù)器均能正常動(dòng)作。A、B、C三相避雷器接地端接地電阻測(cè)得數(shù)值分別為2.45 Ω、2.89 Ω、3.12 Ω。因此線路開(kāi)關(guān)避雷器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.1.3 避雷引下線

桿塔避雷線經(jīng)龍門架接地勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)龍門架避雷線引下線扁鋼偏小，為截面90 mm2鍍鋅扁鋼，且扁鋼與避雷線焊接點(diǎn)存在銹蝕現(xiàn)象，經(jīng)測(cè)量避雷線與接地網(wǎng)之間電阻達(dá)到5.1 Ω（如圖2所示）。

圖2 避雷線與接地網(wǎng)之間測(cè)量電阻

2.2 線路跳閘原因分析

2.2.1 輸電線路常見(jiàn)雷擊方式

（1）雷擊于線路導(dǎo)線上，產(chǎn)生直擊雷過(guò)電壓；

（2）雷擊塔頂或避雷線后，反擊于輸電線上；

（3）雷擊于線路附近或桿塔上，在輸電線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。

圖3 雷擊方式

2.2.2 輸電線路常見(jiàn)避雷措施

（1）架設(shè)避雷線

設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線、分流作用、減小線路絕緣子的電壓、對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用。因此，110 kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路都應(yīng)全線架設(shè)避雷線。

（2）降低桿塔接地電阻

降低桿塔的接地電阻可以減小雷擊桿塔時(shí)的電位升高，此方式是配合架設(shè)避雷線所采取的一項(xiàng)有效措施，兩者的防雷作用起到正反饋效應(yīng)。采取增大地網(wǎng)型號(hào)或增加地網(wǎng)輻射線的方式對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行降阻，還可采用接地降阻材料以滿足線路運(yùn)行要求。

（3）架設(shè)耦合地線

在難以實(shí)現(xiàn)降低桿塔接地電阻特殊情況下，可采用架設(shè)耦合地線的措施，即在導(dǎo)線下方再架設(shè)一條地線。其作用主要是加強(qiáng)避雷線與導(dǎo)線間的耦合，使線路絕緣上的過(guò)電壓降低，其次能增加對(duì)雷電流的分流。

（4）采用中性點(diǎn)非有效接地方式

在變電站/電站中通常采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式，這樣可使由雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動(dòng)消除，從而避免引起相間短路和跳閘。中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)因發(fā)生單相接地時(shí)接地電流較小，也稱為小電流接地系統(tǒng)，在我國(guó)有著長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但仍然存在眾多問(wèn)題。其主要難關(guān)是難以克服接地電流超標(biāo)的問(wèn)題，當(dāng)接地電流超標(biāo)且未經(jīng)消弧線圈補(bǔ)償，易造成過(guò)電壓，損壞設(shè)備。

2.2.3 線路跳閘原因

線路桿塔大多建于山上，引起跳閘的原因主要是過(guò)電壓，而過(guò)電壓的產(chǎn)生是由于雷云所攜帶的大量電荷通過(guò)閃電通道進(jìn)入地網(wǎng)，地網(wǎng)所存儲(chǔ)的電荷量過(guò)小，無(wú)法中和大量的異性電荷，從而造成大量雷電荷的堆積，這樣就產(chǎn)生了過(guò)電壓。

消除過(guò)電壓就要構(gòu)建一個(gè)能夠存儲(chǔ)與雷云電荷量相同數(shù)量級(jí)電荷的接地網(wǎng)。而且這部分地網(wǎng)必須分布在15 m的范圍內(nèi)，否則無(wú)效果。

常規(guī)情況下，假定桿塔接地電阻在常規(guī)技術(shù)下能達(dá)到10 Ω，則桿塔受雷擊瞬間產(chǎn)生的沖擊接地電阻的漂移為R=1.220×10 Ω·m，即384 Ω·m。采用電流為500 A做個(gè)計(jì)算U=IR=500×384=19 200 V，這是一個(gè)很高的電壓。如果采用1 000 A計(jì)算就是384 000 V，現(xiàn)場(chǎng)的接地電阻按照標(biāo)準(zhǔn)要求如果在1 000～2 000 Ω·m的話應(yīng)該是25 Ω，那么此時(shí)的沖擊接地電阻會(huì)變成38.4×25=960 Ω，過(guò)電壓會(huì)變?yōu)?80 000～960 000 V，如果此時(shí)設(shè)備絕緣在濕閃的情況下出現(xiàn)污穢就會(huì)大大降低絕緣程度，發(fā)生污穢放電產(chǎn)生跳閘。

通過(guò)線路桿塔統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，依據(jù)DL/T 620-2016《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》規(guī)定，110 kV線路桿塔接地電阻不應(yīng)大于10 Ω，有B2～B5、B7、B9～B12、B14～B16、B32、B35、B38桿塔的接地電阻已不符合規(guī)程要求以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際防雷需求。

從地形、地貌分析，110 kV資株線全線走向是高山、山地、丘陵、崗地交錯(cuò)地形經(jīng)過(guò)，整體地形地勢(shì)由西往東為下降趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，以B16桿塔為界，西側(cè)線路（近東坪水電廠）桿塔接地電阻平均值高于東側(cè)線路（近株溪口水電廠側(cè)）桿塔接地平均電阻。因此當(dāng)線路發(fā)生雷擊時(shí)，導(dǎo)線上產(chǎn)生大量電荷，雷電波以近光速向?qū)Ь€兩邊傳播，而整體線路近東坪水電廠一側(cè)避雷線接地電阻偏高，且東坪水電廠端避雷線經(jīng)龍門架引下扁鋼偏小，瞬間電流得不到有效釋放，增加了雷擊時(shí)線路反擊導(dǎo)致東坪水電廠跳閘幾率。

2.3 線路防雷改造

2.3.1 桿塔接地電阻強(qiáng)化技術(shù)路線

雷擊塔頂時(shí)反擊耐雷水平的計(jì)算公式為：

式中：k—計(jì)及電暈影響的耦合系數(shù)；

β—桿塔對(duì)雷電流的分流系數(shù)，對(duì)于一般長(zhǎng)度檔距線路雙避雷線桿塔分流系數(shù)取0.88；

Rch—桿塔接地電阻；

Lgt—桿塔電感，鐵塔桿塔電感為0.50 μH/m；

hd—導(dǎo)線平均高度；

U50%—塔頭絕緣〔絕緣子串或塔頭間隙〕50%沖擊放電電壓。

從公式可知，雷擊桿塔時(shí)的耐雷水平與分流系數(shù)、桿塔等值電感Lgt、桿塔接地電阻Rch、導(dǎo)地線間的耦合系數(shù)k和絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%有關(guān)。對(duì)一般高度的桿塔，增大導(dǎo)電線間的耦合系數(shù)k可以減少絕緣子串上的電壓，可以提高耐雷水平；同樣增加絕緣子片數(shù)以增大線路U50%沖擊閃絡(luò)電壓，同樣也可以提高耐雷水平。接地電阻上的壓降對(duì)絕緣子串兩端電壓影響最大，降低桿塔接地電阻Rch能最有效地提高線路的耐雷水平。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果并結(jié)合理論分析，經(jīng)過(guò)科學(xué)研究，綜合考慮，確定以下改造方案。

（1）利用桿塔接地網(wǎng)的散流特性，選用先進(jìn)、強(qiáng)效降阻產(chǎn)品對(duì)資株線桿塔接地電阻大于或接近10 Ω的以及高程較高的B1、B2、B3、B4、B5、B7、B9、B10、B11、B12、B14、B15、B16、B20、B24、B25、B26、B32、B35、B38，共計(jì)20個(gè)進(jìn)行接地網(wǎng)強(qiáng)化，使接地電阻達(dá)到10 Ω以下的合格范圍，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電流通過(guò)桿塔接地網(wǎng)逐級(jí)快速對(duì)地釋放，構(gòu)建與雷電沖擊電荷容量相符的桿塔沖擊地網(wǎng)，完善桿塔接地耐沖擊性能，確保桿塔的接地網(wǎng)容量達(dá)到雷電沖擊水平，保證資株線防雷效果。

（2）對(duì)龍門架避雷線引下線扁鋼進(jìn)行改造更換，降低避雷線接地電阻。

（3）在東坪水電廠端安裝PLR-1000G型強(qiáng)電離等離子抗雷裝置1臺(tái)，保護(hù)廠房區(qū)域不遭受雷擊。

2.3.2 桿塔接地網(wǎng)改造實(shí)施

構(gòu)建與雷電沖擊電荷容量相符的桿塔沖擊地網(wǎng)，可以完善桿塔接地耐沖擊性能，確保桿塔的接地網(wǎng)容量達(dá)到雷電沖擊水平。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)高程在200 m以上的桿塔基礎(chǔ)土層巖石含量比較高，如B4、B9、B12等，其中B10、B11基礎(chǔ)含砂量高，表層土層松軟，土層導(dǎo)電率低。這種情況給接地電阻的降低帶來(lái)了很大的困難，所以必須選用高科技、性能優(yōu)異的接地材料進(jìn)行桿塔的接地網(wǎng)改造。

（1）接地材料選用

東坪水電廠桿塔接地網(wǎng)改造選用的材料是柔性接地體HD-R10，該材料是一種新型接地降阻材料，符合GB/T 21698-2008《符合接地體技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)，專門用于山區(qū)巖石地貌接地網(wǎng)的接地降阻和防腐蝕。

柔性接地體HD-R10的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是能夠以不規(guī)則形狀成型，并與介質(zhì)之間形成的有效接觸面積，從而獲得以往任何接地極和接地模塊都無(wú)法達(dá)到的降阻效果。

柔性接地體同時(shí)能夠最大限度降低介質(zhì)的電阻率，降阻系數(shù)能達(dá)到0.16，即100 Ω可降至10 Ω左右，這種效率是目前任何產(chǎn)品都達(dá)不到的。

由于其添加的防腐蝕配方能夠有效地延緩鍍鋅金屬體腐蝕年限。符合環(huán)保要求，產(chǎn)品是一次性成型反應(yīng)不可逆，最終狀態(tài)不溶于水，不含有害重金屬，對(duì)環(huán)境無(wú)影響。

產(chǎn)品在沖擊雷電流和工頻短路電流的作用下，響應(yīng)曲線好，自身變化率小，理論設(shè)計(jì)壽命30年。

自身含水量保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，受周圍環(huán)境影響小，接地電阻能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)。柔性接地體在消除反擊過(guò)電壓上作用顯著，效果明顯。

表3 柔性接地體技術(shù)參數(shù)

說(shuō)明：以上數(shù)據(jù)均是測(cè)試數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值。

型號(hào)：HD-R10

商品名稱：柔性接地體

商品凈重：15 kg

電阻率/Ω：1.38

沖擊測(cè)試（平均變化率）：0.0.36%

工頻測(cè)試（變化率）：2.60%

腐蝕性試驗(yàn)鍍鋅扁鋼：0.002 2

降阻效果系數(shù)：0.16

緩釋系數(shù)：0.833

適用范圍：不受環(huán)境、地域限制，適用于所有地域

（2）桿塔接改造施工方法

水平接地體采用鍍鋅扁鋼與柔性接地體結(jié)合方式，埋設(shè)深度不小于0.4 m，水平接地體不與其他高壓電纜及光纜同溝敷設(shè)，與高壓電纜及光纜間距不小于3 m。當(dāng)水平接地體與其他電纜及光纜交叉時(shí)，如扁鋼從電纜及光纜下部穿過(guò)，其間距不小于0.5 m。接地線之間采用焊接方式連接，焊接應(yīng)牢固，無(wú)虛焊；焊縫應(yīng)平整而無(wú)間斷，焊縫處的焊渣應(yīng)清除干凈，接地網(wǎng)中所有焊接點(diǎn)必須進(jìn)行防銹、防腐處理。 接地帶敷設(shè)HD-R10型柔性接地體包裹扁鋼，在敷設(shè)柔性接地體前首先在溝槽底部鋪設(shè)100 mm厚素土，然后澆水沉降，敷設(shè)柔性接地體完成后，再回填300 mm厚素土，然后澆水沉降，最后回填細(xì)土。接地裝置的焊接應(yīng)采用搭接焊接，除埋設(shè)在混凝土中的焊接接頭外，應(yīng)采取防腐措施。扁鋼與扁鋼搭接長(zhǎng)度不小于扁鋼寬度的2倍，4面焊接。

（3）柔性接地體的施工步驟

將配置好的溶液放置在接地溝槽的邊緣，不斷攪拌并觀察溶液的變化狀態(tài)。溶液由清澈到渾濁，再至清澈。當(dāng)開(kāi)始變得粘稠時(shí)，延溝槽方向均勻倒入溝槽，每桶可倒2～3 m長(zhǎng)，但寬度不小于0.15 m。倒入溝槽的溶液須靜待其凝固，不得用任何器具攪拌。

大約1 min后柔性接地體形成帶有彈性的接地導(dǎo)體，此時(shí)將不再溶解于水，可以回填土并澆水沉降，柔性接地體的施工由此結(jié)束。

圖4 柔性接地體水平敷設(shè)圖

圖5 柔性接地體垂直敷設(shè)圖

圖6 水平環(huán)形地網(wǎng)敷設(shè)圖

圖7 柔性接地體澆筑成型圖

2.3.3 龍門架避雷線引下線改造

由于龍門架避雷線與引下扁鋼之間電阻實(shí)際測(cè)量值達(dá)到5.1 Ω，且引下扁鋼截面積偏小，所以必須進(jìn)行改造更換，將龍門架避雷線引下扁鋼由原截面90 mm2鍍鋅扁鋼更換為160 mm2截面的鍍鋅扁鋼，降低避雷線接地電阻。改造后，避雷線與接地網(wǎng)之間電阻測(cè)量結(jié)果為1.5 Ω。

2.3.4 強(qiáng)電離等離子抗雷器的安裝

PLR等離子抗雷裝置不同于多年來(lái)沿用的以避雷針為代表的“引雷入地”防雷方式，采取國(guó)際領(lǐng)先的雷電防護(hù)理論，運(yùn)用電荷中和的原理，通過(guò)復(fù)合強(qiáng)電離放電產(chǎn)生消散電流，對(duì)雷云異極性電荷形成強(qiáng)有效中和，及時(shí)破壞雷電先導(dǎo)，消除被保護(hù)范圍內(nèi)的雷擊現(xiàn)象，是一種新型防雷裝置。

利用雷云電場(chǎng)激勵(lì)多重放電器在低場(chǎng)強(qiáng)和高場(chǎng)強(qiáng)下均能強(qiáng)電離放電,無(wú)源產(chǎn)生的等離子體總量為有源發(fā)生等離子體的500倍，而消散電荷高達(dá)30 mC/s、保護(hù)角大于85°。PLR結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷而結(jié)實(shí)可靠，比具有電力電子器件的有源等離子發(fā)生器具有更好的耐候性和更長(zhǎng)的使用壽命。其輕巧的結(jié)構(gòu)更適用于機(jī)動(dòng)或難攀特高目標(biāo),還適于經(jīng)濟(jì)和靈活地構(gòu)成陣列布局，滿足全方位抗雷和取代干擾抗雷運(yùn)行的傳統(tǒng)避雷針的需要。并且PLR發(fā)散的等離子體中的正離子上升有利于大氣污染凈化、負(fù)離子下降有利于生物健康。適合安裝在保護(hù)范圍內(nèi)的制高點(diǎn)。

圖8 PLR作用機(jī)理演示圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，在東坪水電廠龍門架頂端安裝PLR-1000G型抗雷裝置1套，保護(hù)廠房區(qū)域不遭受雷擊。

圖9 PLR強(qiáng)電離等離子抗雷器現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

3 研究成果

110 kV資株線桿塔接地網(wǎng)強(qiáng)化改造完成后對(duì)桿塔接地電阻進(jìn)行了復(fù)測(cè)，測(cè)量結(jié)果如表4。對(duì)比前期調(diào)研數(shù)據(jù)，桿塔接地電阻降低27.53%～79.02%，平均降幅達(dá)到41.89%，全部達(dá)到10 Ω以下的規(guī)范要求。

表4 改造后桿塔接地電阻對(duì)比

3.1 線路桿塔耐雷水平計(jì)算

根據(jù)雷擊塔頂時(shí)反擊耐雷水平的計(jì)算公式，雷擊桿塔時(shí)絕緣子串承受最大雷電沖擊電壓所對(duì)應(yīng)的雷電流：

式中k—計(jì)及電暈影響的耦合系數(shù)；

β—桿塔對(duì)雷電流的分流系數(shù)；

Rch—桿塔接地電阻；

Lgt—桿塔電感；

hd—導(dǎo)線平均高度；

U50%—塔頭絕緣〔絕緣子串或塔頭間隙〕50%沖擊放電電壓。

（1）電暈影響的耦合系數(shù)k取值

表6 電暈校正系數(shù)k1

根據(jù)實(shí)地勘測(cè)資株線為雙地線、無(wú)耦合線型式，電暈影響的耦合系數(shù)k=k1k0為1.2×0.438≈0.53

（2）桿塔對(duì)雷電流的分流系數(shù)β取值

表7 桿塔分流系數(shù)β

對(duì)于一般長(zhǎng)度檔距線路雙避雷線桿塔分流系數(shù)取值0.88，所以β=0.88。

（3）桿塔電感Lgt取值

表8 典型桿塔的波阻抗和電感

根據(jù)數(shù)據(jù)，鐵塔桿塔電感為0.50 μH/m，水泥雙桿為0.42 μH/m，Lgt數(shù)值取0.5 μH/m。

（4）導(dǎo)線平均高度hd取值

根據(jù)查閱設(shè)計(jì)圖紙得出，資株線鐵塔典型導(dǎo)線高度為12 m，地線高度為18.5 m。

（5）絕緣子串50%沖擊放電電壓U50%取值

查閱資株線桿塔設(shè)計(jì)圖紙以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查勘得知，資株線典型桿塔絕緣子片數(shù)為6片，單片50%沖擊放電電壓120 kV，考慮折舊等因素，6片折合電壓取值700 kV。

（6）桿塔接地電阻Rch取值

根據(jù)表4，桿塔接地強(qiáng)化改造前平均接地電阻為14.14 Ω，改造后平均接地電阻為7.51 Ω，平均降幅達(dá)到41.89%。

取接地電阻降幅較大的B11（改造前后電阻分別為：22.9 Ω、8.46 Ω）桿塔改造前后電阻，以及接近改造前后電阻值接近平均接地電阻的B7（改造前后電阻分別為：15.1 Ω、7.3 Ω）桿塔進(jìn)行計(jì)算比較。

（7）桿塔耐雷水平計(jì)算

B11桿改造前耐雷水平

B11桿改造后耐雷水平

B7桿改造前耐雷水平

B7桿改造后耐雷水平

（8）雷電流沖擊時(shí)反擊計(jì)算

根據(jù)上述計(jì)算，結(jié)合實(shí)際情況，改造后資株線全線桿塔平均接地電阻7.3 Ω，當(dāng)發(fā)生100 kA雷電流沖擊時(shí)，絕緣子反擊計(jì)算如下：

而絕緣子串U50%耐壓等級(jí)為700 kV，所以當(dāng)100 kV雷電流沖擊時(shí)線路不會(huì)發(fā)生反擊。

4 結(jié)論

（1）經(jīng)過(guò)對(duì)110 kV資株線防雷改造研究，桿塔接地網(wǎng)強(qiáng)化改造完成后，桿塔接地電阻降低27.53%～79.02%，平均降幅達(dá)到41.89%，全部達(dá)到10 Ω以下的規(guī)范要求。

（2）基于雷擊塔頂時(shí)反擊耐雷水平的計(jì)算，當(dāng)桿塔接地電阻降低時(shí)，取桿塔接地降低平均值計(jì)算，桿塔的反擊耐雷水平相應(yīng)平均提升約52.72 kA。當(dāng)100 kA雷電流直擊桿塔或避雷線時(shí)，絕緣子串承受的沖擊電壓平均由775.25 kV降低至504.63 kV，絕緣子串承受的雷電沖擊電壓平均降低34.91%，未超出絕緣子串700 kV的耐壓等級(jí)，不會(huì)發(fā)生反擊現(xiàn)象。

（3）當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，通過(guò)全線桿塔的平衡散流，雷電流經(jīng)接地網(wǎng)注入大地，經(jīng)過(guò)接地網(wǎng)有效釋放，塔頂和塔身電位升高在絕緣子串兩端形成的反擊過(guò)電壓則相應(yīng)降低，大幅降低了雷擊桿塔時(shí)線路反擊過(guò)電壓導(dǎo)致絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)造成跳閘的可能性，研究改造后以來(lái)，未發(fā)生雷擊跳閘現(xiàn)象。

（4）通過(guò)資株線防雷研究取得了良好的效果以及重要的實(shí)踐價(jià)值，為運(yùn)行提供了實(shí)際數(shù)據(jù)，特別是柔性接地體的垂直滲入施工工藝，對(duì)于山地高電阻率地區(qū)桿塔降阻非常有效，可以應(yīng)用到其他送出線路的防雷改造中。