淺談在輸電線路防雷上避雷器的應用

成云朋

鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224001

為了減少雷擊對輸電線路安全運行的影響，通常采取多種防雷措施，主要有：降低桿塔接地電阻；架設避雷線；提高線路絕緣水平；加裝耦合地線；等等。但在防止繞擊雷對線路造成影響及高土壤電阻率的線路桿塔防雷問題上，仍不能找到有效的解決方法。為此，迫切需要采取一些新的技術(shù)措施來提高線路桿塔的耐雷水平，以減少雷擊跳閘率。

隨著合成絕緣材料在防雷技術(shù)上的應用和發(fā)展，許多國家如美國、日本等，將避雷器安裝在輸電線路的易擊段，以提高線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率。江蘇供電公司鹽城供電分公司于1999年開始對幾條跳閘率較高的35kV及110kV輸電線路安裝了線路避雷器。經(jīng)過了幾年的運行，取得了滿意的效果。

1 線路避雷器防雷的基本原理

對一般高度的桿塔，線路的耐雷水平主要與4個因素有關(guān)：線路絕緣子的50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。絕緣子的50%放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和氣候條件相關(guān)，不裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用架空地線、降低桿塔的接地電阻。在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的，又容易發(fā)生繞擊，這也是為什么山區(qū)輸電線路雷擊跳閘率高的原因。

線路避雷器與線路絕緣子并聯(lián)。當雷擊時避雷器動作，避雷器的殘壓低于絕緣子串的50%放電電壓，即使雷擊電流增大，避雷器的殘壓僅稍有增加，絕緣子仍不致發(fā)生閃絡。雷電流過后，流過避雷器的工頻續(xù)流僅為毫安級，流過避雷器的工頻續(xù)流在第一次過零時熄滅，線路斷路器不會跳閘，系統(tǒng)恢復到正常狀態(tài)。圖1說明了線路避雷器的伏－秒特性與絕緣子的伏－秒特性的配合關(guān)系。繞擊時，避雷器的伏－秒特性要比絕緣子的伏－秒特性低15%以上，反擊時，可以低20%以上。

2 線路避雷器安裝之前的準備工作

線路避雷器主要是用于降低送電線路的雷擊跳閘率，而非限制操作過電壓，因此線路避雷器宜使用帶串聯(lián)間隙型，并且，安裝之前要做好準備工作。

2.1 進行規(guī)定的電氣試驗

避雷器安裝投運前應進行規(guī)定的電氣試驗。測量其絕緣電阻、直流1mA下的電壓U1mA及電壓為75%U1mA下的泄漏電流，測量結(jié)果應與出廠數(shù)據(jù)比較無明顯變化，并應符合規(guī)程規(guī)定。表1為鹽城供電分公司部分線路避雷器的出廠試驗和交接驗收試驗結(jié)果。安裝過程中要按要求安裝好串聯(lián)間隙，安裝投運后要檢查并記錄計數(shù)器的動作情況，以便日后能夠?qū)ζ渌€路作分析比較。

2.2 安裝線路避雷器的定點原則

1）線路的運行經(jīng)驗。對線路投運至今的運行情況進行分析，確定易遭雷擊的桿塔，分析確定是繞擊還是反擊。

2）線路途經(jīng)的地形、地貌以及鄰近影響。現(xiàn)場勘察線路經(jīng)過的地段，特別對經(jīng)過魚塘、河流及山地等地段的線路要重點分析，記錄有可能因地形、地貌條件而使線路桿塔遭受雷擊的地段，一般經(jīng)過此路段的桿塔優(yōu)先考慮。

3）桿塔的接地電阻和相鄰桿塔檔距。根據(jù)線路投產(chǎn)時設計桿塔的接地電阻要求及實際接地電阻值，確定不符合接地電阻設計要求的桿塔并進行改造，對于因地質(zhì)條件限制而無法達到要求的優(yōu)先考慮。

4）綜合以上因素分析，結(jié)合交通條件，確定線路避雷器安裝的最佳地點。

3 輸電線路使用線路避雷器的情況

鹽城供電分公司的110kV、35kV輸電線路有很多條，安裝了線路避雷器16組，共48只。

其中110kV某線全長12.13km，線路經(jīng)過的地形大部分是平地，其中有一段跨越河流。絕緣子為XP-7型，1992年投入運行。該線路26號、29號塔分別于1998年、1999年遭受雷擊，26號塔L2和L3相絕緣子擊碎，29號塔L1相絕緣子擊碎。對此，我們對該線路數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計，到受雷擊的桿塔進行了現(xiàn)場勘察，并測量了桿塔的接地電阻。在現(xiàn)場勘察中，我們發(fā)現(xiàn)26號、29號塔的接地電阻在13Ω以上，附近的27號、28號塔位于河流兩岸，標稱高度比26號、29號塔高。經(jīng)過分析，我們認為26號、29號塔遭受雷擊的原因是部分雷電流經(jīng)避雷線至26號、29號塔或雷擊該塔后，由于該塔的接地電阻較大，雷電流未能夠流入大地就使絕緣子發(fā)生閃絡。因此，我們確定在26號、29號塔各安裝一組線路避雷器。至今已運行近2年時間，期間該線路未發(fā)生雷擊故障，而從放電計數(shù)器的讀數(shù)表明，26號、29號塔避雷器發(fā)生了多次動作（見表2）。在同一地區(qū)，地形、氣候條件相同而未有安裝線路避雷器的110kV線路卻出現(xiàn)了雷擊故障。

表1 線路避雷器出廠試驗與交接試驗記錄

35kV清白線全長8.8km，線路桿塔主要位于山地上，桿塔的接地電阻都在16 Ω以上。在1997年7月30日，30號桿L2相絕緣子被雷擊碎；1999年8月2日，32號桿L1相絕緣子被雷擊碎。鑒于此情況，我們于2000年對該線路進行了現(xiàn)場勘察，并根據(jù)雷擊桿塔的接地電阻及其所在的自然環(huán)境，確定在該線路的31號、32號桿各加裝一組線路避雷器。運行至今已近3年，期間該線路未發(fā)生雷擊故障，而從放電計數(shù)器的讀數(shù)表明，31號、32號桿避雷器發(fā)生了多次動作（見表2）。

表2 避雷器動作情況

4 結(jié)論

1）多雷擊桿塔加裝了線路帶串聯(lián)間隙避雷器后，桿塔未發(fā)生雷擊跳閘，線路的雷擊跳閘率降低了，防止雷擊線路取得了初步的效果。

2）雷電定位系統(tǒng)便于查找故障點，其提供的雷電流數(shù)據(jù)對分析繞擊、反擊有很好的指導作用，建議進一步開展此項工作。

3）繼續(xù)對有雷擊故障的線路進行系統(tǒng)分析，有針對性地加裝線路避雷器，以提高桿塔的耐雷水平，提高線路的運行可靠性，同時不斷積累應用線路避雷器防雷工作方面的運行經(jīng)驗。