淺談35kv架空線路雷害的形式及防雷措施

江東君

（云南電網公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

1 雷擊區(qū)和遭遇雷擊的線路

根據多年運行經驗分析，架空線路故障一半以上是雷擊引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低架空線路的故障，進而降低電網中事故的發(fā)生頻率，確定雷擊區(qū)和易遭雷擊的線路及桿塔，便于針對性地做好防雷工作，確保線路的安全運行。

2 雷害的形式

為了防止雷擊電氣設備而發(fā)生事故，通過對雷擊區(qū)的確定，進而對35kV線路采取針對性的防護措施，使其免受雷擊，或擊而不閃，閃而不弧，從而保證了電氣設備的安全和穩(wěn)定的供電。雷擊造成的事故稱為雷害事故，雷擊引起線路閃絡,一般有兩種形式。

反擊，雷電擊在桿塔或避雷線上，此時作用在線路絕緣上的電壓達到或超過其沖擊放電電壓，則發(fā)生自桿塔到導線的線路絕緣反擊。其電壓等于桿塔與導線間的電位差。雷擊桿塔時，最初幾乎全部電流都流經桿塔及其接地裝置，隨著時間的增加，相鄰桿塔參與雷電流泄放入地的作用愈來愈大，從而使被擊桿塔電位降低。為此，要求提高35kV線路無架空地線的絕緣水平外，應降低線路架空地線接地電阻。

繞擊，雷電直接擊在相線上。電擊的概率與雷電在架空線路上的定向和迎面先導的發(fā)展有關，若迎面先導自導線向上發(fā)展，就將發(fā)生繞擊。一般與導線的數目和分布，鄰近線路的存在，導線在檔距中的弛度及其它幾何因素等都有關系。為此，要求加強線路絕緣、降低桿塔的接地電阻，重雷區(qū)的線路架設耦合地線等。

對于35kV無架空地線的線路，雷擊概率很高。雷電流相當大時，則雷擊電壓過高，就近通過支持絕緣子對地放電，形成閃絡，嚴重時引起線路斷線、絕緣子擊穿等故障。

3 35kV輸電架空線路的防雷措施

目前，我國電力行業(yè)的常規(guī)做法：66kV及以上的架空輸電線路，沿全線架設避雷線；220kV及以上的架空輸電線路，設置雙避雷線。然而，對于35kV的架空輸電線路，由于歷史、經濟等方面的原因，沒有采用沿全線架設避雷線的方法，一般只在變電站和發(fā)電廠的進出線段架設1～2km的避雷線。

35kV單回輸電線路，途經高山多雷地帶，年雷電日55天以上，雷擊故障頻繁。為了提高電網運行的安全可靠性，我們采取在變電站進出線段架設1～2km架空避雷線和安裝線路型避雷器等綜合防雷措施，取得了良好效果。

3.1 架設避雷線

架空避雷線是高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要作用：（1）接閃作用，防止雷直擊導線。（2）雷擊塔頂時，分流雷電流，降低塔頂電位。（3）對導線的耦合作用，降低雷擊桿塔時塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間隙）上的電壓。（4）對導線的屏蔽作用，降低導線上的感應過電壓。

35kV架空避雷線的技術要求：

（1）桿塔上避雷線對邊導線的保護角越小，其遮蔽效果也越好，一般采用20°左右，山區(qū)單避雷線線路采用 25°左右。（2）桿塔上兩根避雷線之間的距離，不應超過避雷線與導線間垂直距離的5倍。（3）線路檔距中央導線與避雷線間的最小距離，按雷擊檔距中央避雷線時不使二者間的間隙擊穿來確定。一般檔距按規(guī)程SDJ-79推薦的經驗公式計算：S≥0.012L＋1式中，S為導線與避雷線間的距離（m）；L為檔距（m）。

3.2 安裝避雷針

用避雷針來保護架空輸電線路是不經濟的，一般較少采用。當遇有下列情況時，可考慮使用避雷針。

（1）在雷害情況特別嚴重而又不能架設避雷線的線路段上，像桿塔機械強度不夠等情況下。（2）變電站進出線段未設置避雷保護線，而該段線路經過地區(qū)的土壤電阻率又不高時。（3）旋轉電機的直配線路。

3.3 降低桿塔接地電阻

對于一般的桿塔，改善其接地方式、降低其接地電阻，是架空輸電線路抗擊雷電、防止跳閘事故最經濟而有效的措施。因接地不良而形成的較高接地電阻，會使雷電流泄放通道受阻，提升了桿塔的電位。因此，必須加強接地網的改造工作，認真處理好接地系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，使避雷線與接地體有可靠的電氣連接。

如果土壤電阻率很高，接地電阻難以達到30 Ω時，可采用6～8根總長不超過500 m的放射形接地體或連續(xù)伸長接地體，這時其接地電阻可不受限制。當土壤電阻率（ρ）過高，為了達到規(guī)定的接地電阻，降低土壤電阻率比增加接地體數量或面積而更有利時，可用人工處理方法來降低土壤電阻率。該方法是使用價廉、腐蝕性弱的鹽類或電阻率較低的物質與土壤相混合，或將其埋于接地體附近。也可因地制宜，安裝引外接地體，把接地體敷設在土壤電阻率較低的地區(qū)，或采用井式或深鉆式接地體。

3.4 加強線路外絕緣

表1 我公司35kV線路近四年跳閘對比表

表2 我公司35kV線路近四年跳閘情況一覽表

增加絕緣子串片數，可提高架空輸電線路的防雷性能。絕緣子片數越多，其耐雷擊的能力也越強。但是，絕緣子片數的增加受桿塔塔頭結構及投資的限制，一般桿塔只可增加2～3片。另外，增加絕緣子片數對改善線路整體的防雷效果不是十分明顯。

3.5 安裝線路型避雷器

各地實踐表明，避雷線的防雷效果在平原地區(qū)很好，而在山區(qū)，因地形、地貌的影響，經常出現(xiàn)繞擊、側擊等現(xiàn)象，使得避雷線屏蔽作用失效。而35kV及以下線路，按規(guī)程一般只在發(fā)電廠、變電站的進出線段架設1～2km避雷線，并不沿全線架設。因此，35kV及以下線路因雷擊而跳閘的事故非常頻繁，電網的運行安全受到很大威脅。我們通過多年實踐證明在線路上安裝線路型復合外套金屬氧化物避雷器，可極大地提高架空輸電線路的抗雷擊性能，降低線路雷擊跳閘率。我公司從2007年開始，安排大量大修資金，對管轄的23條35kV架空輸電線路進行防雷改造，在各桿塔增補接地的同時，在每條線路地處高山、多雷區(qū)、易雷擊段等安裝使用6～12組不等避雷器，運行情況良好，有力地保障了線路運行的安全與可靠性。下圖表是我公司35kV線路安裝避雷器幾年以來的數據對比表：

4 結語

總之，架設避雷線，對提高反擊耐雷有重要作用，但存在繞擊或側擊現(xiàn)象；加強外絕緣，受桿塔尺寸及投資的限制，無法有效地降低雷擊的跳閘率；裝設避雷針，投資較大，一般極少采用；降低桿塔接地電阻，對減少雷擊反擊跳閘率有決定性作用，但高土壤電阻率地區(qū)難以降阻，并且超過耐雷水平的雷電流仍將引起線路跳閘。

所以，高山多雷區(qū)地帶沒有全線架設避雷線的35 kV及以下架空輸電線路，安裝線路型避雷器是較合適的選擇，它具有安裝方便、性能可靠、維護簡單、體積小、重量輕等優(yōu)點，同時從表1、表2中可以看出安裝線路避雷器將降低35kV線路雷擊跳閘率起到了很大作用。安裝線路型避雷器與全線架設避雷線的桿塔比較，能降低桿塔的高度及機械強度，降低施工難度，具有加快工程施工速度、節(jié)約投資、避免絕緣子閃絡、減少跳閘停電等優(yōu)點。35 kV架空輸電線路的防雷實踐表明，在雷電活動嚴重的“易擊段、易擊點及易擊相”以及山區(qū)或高土壤電阻率地區(qū)，采用綜合防雷措施，投資省、改造快、效果好，很有推廣價值

[1]黃少紅.如何有效防止架空輸電線路雷擊發(fā)生[J].廣東科技,2007,(S2).