35kV架空輸電線路防雷措施分析

李光榮

摘 要：文章通過對巡上35kV架空線路雷擊跳閘情況分析，根據(jù)雷害故障類型提出35kV架空線路防雷的有效措施，并給出了線路避雷器的選型安裝方案，達到提高耐雷水平，降低雷擊跳閘率，增強供電可靠性，實現(xiàn)線路安全運行和不間斷供電的目的。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；防雷；措施

1 35kV巡上線路雷害概況

35kV巡上線是某企業(yè)煤礦主供電源，全線路共2回，線路1#至6#桿塔采用同塔雙回架設(shè)，之后分開架設(shè)。導(dǎo)線型號LGJ-150/20，地線型號GJ-35。35kV巡上Ⅰ回線路共30基桿塔，鐵塔16基，門型桿14基，全長12km；35kV巡上Ⅱ回線路共31基桿塔，鐵塔17基（包含同塔雙回架設(shè)的6基鐵塔），門型桿14基。據(jù)不完全統(tǒng)計，投運至今每年遭受雷擊困擾多達4次以上，雷擊跳閘后，重新試送電成功，從線路運行情況來看，雷擊是該線路發(fā)生跳閘的最主要原因。

2 常見雷害故障類型

架空輸電線受到雷擊的現(xiàn)象非常普遍，其故障主要包括：

（1）雷擊塔頂、導(dǎo)線和避雷線引起直擊雷過電壓，正常情況下通過絕緣子或者泄漏電流對地放電。（2）雷擊其他建筑物或線路引起的感應(yīng)雷過電壓，感應(yīng)雷危害較大，將引起絕緣事故，影響線路安全運行。（3）反擊：雷擊桿塔時，由于桿塔接地電阻高或線路自身絕緣較弱，雷電流釋放通道受阻，作用在絕緣子上的壓差大于絕緣子的沖擊放電電壓，發(fā)生自桿塔向?qū)Ь€的絕緣閃絡(luò)，形成反擊。（4）繞擊：雷電繞過避雷線直接擊中導(dǎo)線，一般與避雷線對外側(cè)導(dǎo)線的保護角度、桿塔高度和線路所處的地形地貌及鄰近情況相關(guān)。

3 35kV輸電線路常用防雷措施分析

根據(jù)輸電線路的雷害故障類型，線路防雷一般設(shè)立四條防線：一是防止或減少線路的直擊雷危害；二是雷擊塔頂或避雷線時防止或減少絕緣發(fā)生閃絡(luò)；三是絕緣發(fā)生閃絡(luò)時，減少由閃絡(luò)轉(zhuǎn)變成工頻電壓現(xiàn)象的概率；四是采取措施確保不中斷供電?？偨Y(jié)為以下措施：

3.1 架設(shè)避雷線或避雷針

架設(shè)避雷線是防止直擊雷最為有效的措施，避雷線的分流作用減小了經(jīng)桿塔入地電流，降低塔頂電位，減小導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓。在塔頭尺寸允許的情況下，應(yīng)加裝架空地線，雷害嚴重地區(qū)，無法安裝避雷線時可考慮使用避雷針。

35kV架空線路一般多用在中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，發(fā)生雷擊或者單相接地故障，短路電流不是太大，一般不需要全線架設(shè)避雷線，GB50061-2010《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》規(guī)定35kV架空電力線路進出線段宜架設(shè)地線，加掛地線長度一般宜為1km～1.5km。

3.2 裝設(shè)自動重合閘裝置

35kV線路采用自動重合閘裝置，消除雷擊及其它瞬時性故障，多數(shù)情況下都能夠自動重合閘成功，減少事故停電時間，防止系統(tǒng)故障擴大，提高了線路供電可靠性。

3.3 降低桿塔接地電阻

降低桿塔沖擊接地電阻能降低雷擊桿塔塔頂時的電位，雷擊避雷線時對雷電流有很好的釋放通道，減少反擊，提高線路耐雷水平。一般做法為：增加接地極的埋深及數(shù)量，換用電阻率較低的土壤，并且在接地極附近增加降阻劑。土壤電阻率高的地區(qū)，可采用多根放射形接地體或連續(xù)伸長接地體以及垂直接地電極等措施。

3.4 架設(shè)耦合地線

雷電頻發(fā)的地區(qū)，降低桿塔接地電阻有困難時，在原有避雷線的基礎(chǔ)上，可在下層導(dǎo)線下方3米處架設(shè)一條架空地線，能夠防止雷電繞擊導(dǎo)線，同時具有分流作用，又加強了避雷線對導(dǎo)線的耦合，但必須考慮對地安全距離。運行經(jīng)驗表明，該措施可降低雷擊跳閘率50%左右。

3.5 加強輸電線路自身絕緣，提高耐雷水平

滿足線路安全情況下，增加絕緣子數(shù)量，采用耐污型有機材料絕緣子，降低桿塔接地電阻，加強線路巡查力度，及時修復(fù)或更換損壞絕緣子等都是增強線路自身絕緣的主要措施。

3.6 安裝線路避雷器

線路避雷器包括無間隙避雷器和有串聯(lián)間隙避雷器。無間隙避雷器始終參與線路運行，常態(tài)下也能吸收線路上各種過電壓，但避雷器故障失效時母線對地它接，需停電人工摘除，一般配套使用串聯(lián)脫離器系統(tǒng)，故障失效時避雷器與母線自動脫離，維護量大。有串聯(lián)間隙避雷器不存在上述問題，維護成本較小，雷擊導(dǎo)線時放電間隙動作，一般需要克服因擺動造成的間隙距離變化。

4 巡上線35kV避雷解決方案

線路發(fā)生雷擊往往集中于某些地段，在山頂高位桿塔，山區(qū)線路易擊段、易擊點的桿塔、山區(qū)線路接地電阻超過100Ω發(fā)生過閃絡(luò)的桿塔和接地電阻大的大跨越桿塔安裝線路避雷器效果較為明顯，每級桿塔安裝3只可以大幅度提高線路耐雷水平。安裝避雷器后，檔距越大，更多的雷電流從被雷擊的桿塔釋放到大地，減小了流向相鄰桿塔的雷電流，顯著提高了線路的耐雷水平。理論和實踐都證明，在雷電活動頻繁，山區(qū)電阻率高而又無法降低的大跨越桿塔采用線路避雷器，有著非常顯著的效果。

4.1 35kV避雷器的選型

由于帶串聯(lián)間隙避雷器常態(tài)下不承受系統(tǒng)電壓，無需考慮長期運行產(chǎn)生的電老化問題，維護成本相對較小，避雷器外套采用硅橡膠等有機材料，防污性能優(yōu)良，爬電比距大，防爆性能優(yōu)，故直線桿塔選用YH5CX8-42/120型帶船型間隙金屬氧化物避雷器，耐張桿塔選用YH5CX9-42/120型帶船型間隙金屬氧化物避雷器。

4.2 35kV避雷器的安裝

避雷器安裝方式有多種，但在實際安裝時，應(yīng)根據(jù)實際桿塔型式進行選擇。對于直線桿塔，通過安裝橫擔和固定橫擔與桿塔原有橫擔連接，懸掛在線路導(dǎo)線上方，如圖1所示；對于耐張桿塔，避雷器應(yīng)安裝在耐張桿塔下跳線附近的橫擔上，懸掛在線路導(dǎo)線上方，通過引線與下跳線連接，如圖2所示。

圖1 YH5CX8-42/120避雷器安裝圖

圖2 YH5CX9-42/120避雷器安裝圖

5 結(jié)束語

35kV架空輸電線路的防雷，我們要多方面考慮，根據(jù)地形、地貌及鄰近線路影響，結(jié)合該地區(qū)雷電發(fā)生頻率，原有線路的運行經(jīng)驗，合理設(shè)計，準確施工，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較的結(jié)果，在雷電活動頻繁的地區(qū)采取綜合防雷措施，提高線路的防雷性能，降低雷擊跳閘率。

參考文獻

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