66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)研究

代 金

遼河油田電力集團(tuán)公司送電工區(qū)，遼寧 盤錦 124010

結(jié)構(gòu)復(fù)雜距離較長的66kV輸電線路貫穿于平原、丘陵、山區(qū)等特殊地帶，受當(dāng)?shù)貧庀髼l件以及周圍運行地理地貌等條件的影響，其很容易遭受雷擊破壞。雷擊是架空輸配電線路故障中最為常見的非人為因素引起的故障，據(jù)一些文獻(xiàn)統(tǒng)計資料表明，我國雷擊導(dǎo)致線路發(fā)生跳閘故障或停電事故等故障率大約在27.5%左右另外兩大因素為外力破壞和認(rèn)為誤操作的首要因素，其雷擊故障大約占非人為因素線路故障的40%以上，也就是說每年架空輸電線路由于雷擊導(dǎo)致的故障率非常高，同時其帶來的經(jīng)濟(jì)損失也非常大。

1 66kV輸電線路雷擊破壞性能分析

在日常運行維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，雷擊是造成66kV架空輸電線路發(fā)生跳閘停電事故的主要因素，同時雷電擊中架空線路后會沿輸電線路傳播侵入進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)變電所中，危害變電站內(nèi)部電氣一次設(shè)備或控制保護(hù)二次設(shè)備的安全正常運行。從而輸電線路實際運行維護(hù)經(jīng)驗來看，感應(yīng)雷過電壓通常不會對66kV輸電線路帶來安全運行威脅。雷擊過程中產(chǎn)生的雷電流會在很短時間內(nèi)流過雷擊點處的物理阻抗，從而使雷擊點對地電位瞬間升高很大，此時若雷擊點與輸電導(dǎo)線間的電位差值超過輸電線路運行安全絕緣裕度時，其沖擊放電電壓就會對輸電導(dǎo)線發(fā)生閃絡(luò)，即工程中常說的反擊現(xiàn)象；當(dāng)雷電繞過66kV輸電線路避雷線而直接擊中輸電導(dǎo)線時，就會引起輸電線路發(fā)生雷擊過電壓，此類雷擊現(xiàn)象工程中常稱為繞擊。但從實際運行維護(hù)經(jīng)驗來看，66kV輸電線路發(fā)生繞擊的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直擊。

當(dāng)輸電線路發(fā)生雷擊故障后，會使線路發(fā)生短路接地故障，同時在雷擊過電壓瞬時作用下，會使導(dǎo)線對地、避雷線或者桿塔等構(gòu)建物發(fā)生過電壓閃絡(luò)，輸電線路工頻電壓會沿此閃絡(luò)通道繼續(xù)放電，進(jìn)而演變發(fā)展為工頻電弧接地故障。此時輸電線路相關(guān)繼電保護(hù)裝置會自動采集到雷電事故信號，操作線路斷路器進(jìn)行跳閘保護(hù)，從而影響輸電線路的安全穩(wěn)定的正常輸送電能資源。

2 66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)措施

在構(gòu)筑66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)方案時，不僅要全面考慮輸電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要程度以及電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度運行模式，同時還要充分分析線路建設(shè)去得雷電活動強弱、地形地貌、以及桿塔基址處的土壤電阻率高低等特征條件，并借鑒已成功投運多年的相關(guān)線路工程的防雷措施，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面構(gòu)筑科學(xué)合理、高效經(jīng)濟(jì)的輸電線路綜合防雷方案。

2.1 架設(shè)避雷線

通常來說，架空輸電線路的電壓愈高，其采用避雷線所能取得的防雷效果愈好，同時避雷線在輸電線路總投資造價中所占的比重也相應(yīng)越低（對于66kV架空輸電線路而言，避雷線總透著成本一般不超過輸電線路總造價的10%）。按照架空輸電線路防雷接地相關(guān)技術(shù)規(guī)范可知，對于66kV架空輸電線路通常應(yīng)全線架設(shè)避雷線，以提高整體輸電線路綜合防雷性能水平。為了提高避雷線對架空輸電導(dǎo)線雷擊屏蔽效果，確保雷電不會繞過避雷線而直接擊中輸電導(dǎo)線發(fā)生繞擊事故，應(yīng)該在設(shè)計過程中避雷線對輸電線路邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)盡量做小一些，按照實際經(jīng)驗可知，保護(hù)角一般選用20°～30°范圍內(nèi)其保護(hù)效果較好，可以有效降低輸電線路繞擊率。

2.2 降低輸電線路鐵塔接地電阻

避雷線與桿塔腳電阻相配合可以有效提高輸電線路防雷特性，即在雷擊輸電線路時能夠起到大幅度降低雷擊過電壓的作用，故而采用避雷線與桿塔腳電阻相配合的防雷方案對于66kV輸電線路而言，可以起到非常有效的防雷保護(hù)作用。按輸電線路防雷保護(hù)相關(guān)規(guī)程技術(shù)要求，有避雷線的66kV架空輸電線路，當(dāng)其土壤電阻率在2000Ω·m時，其每基鐵塔塔腳工頻接地電阻值在雷季（以平均雷暴日數(shù)大于40次的地區(qū)來看），其值應(yīng)不超過30。也就是在日常運行過程中要經(jīng)常測試線路桿塔接地電阻值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地電阻值超過規(guī)定允許范圍時，應(yīng)采取敷設(shè)降阻劑、爆破壓入低電阻率材料、多分支外引接地極、伸長水平接地體等將阻方式降低輸電線路鐵塔接地電阻，有效提高輸電線路綜合防雷性能水平。

2.3 架設(shè)耦合地線

當(dāng)采取常用降阻措施不能將線路鐵塔接地電阻降低到允許范圍內(nèi)時，可以采取架設(shè)耦合地線的降阻措施。架設(shè)耦合地線實際上就是在輸電導(dǎo)線下方（或通過計算需要保護(hù)的范圍附近）再增設(shè)一條防雷接地線，從而提高輸電線路的綜合防雷性能。架設(shè)耦合地線后，可以加強輸電線路避雷線與架空導(dǎo)線間防雷耦合性能，從而減少絕緣子串兩端雷擊過電壓的反擊電壓和感應(yīng)電壓分量對線路正常運行的影響。架設(shè)耦合地線后可以為雷擊線路鐵塔塔頂，向相鄰鐵塔分流提供雷電流泄流通道。從大量運行經(jīng)驗表明，66kV輸電線路采取架設(shè)耦合地線后，其對減小線路雷擊跳閘率有明顯的效果，尤其對偏遠(yuǎn)山區(qū)的架空輸電線路的防雷其效果更為明顯。

2.4 裝設(shè)自動重合閘裝置

裝設(shè)自動重合閘裝置是我國66kV及以上高壓輸電線路廣泛采用的提高線路防雷水平的一種技術(shù)措施。在安裝了自動重合閘裝置后，66kV及以上高壓輸電線路雷擊自動重合閘成功率可以達(dá)75%～95%。因此，高壓輸電線路加裝線路自動重合閘裝置后可以有效提高線路供電可靠性。但當(dāng)線路出現(xiàn)雷擊瞬時故障后，雖然線路重合閘成功，但還是要對線路瞬時故障加強巡查，并分析和判斷雷擊原因，全面清查出線路中可能存在的安全隱患，有效提高輸電線路綜合運行可靠性。

3 結(jié)論

在66kV架空輸電線路日常檢修維護(hù)過程中，對于經(jīng)常容易受到雷擊的重點地段，如線路中跨越高土壤電阻率的路段，應(yīng)結(jié)合相關(guān)先進(jìn)的綜合防雷措施提高輸電線路綜合防雷水平，并采取分布改善輸電線路接地工況等技術(shù)手段，降低輸電線路桿塔接地電阻值，減少雷擊事故，確保整個輸電線路安全穩(wěn)定的高效運行。

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