研究500kV線路氧化鋅避雷器的運(yùn)行實踐

蒲 波（四川電力送變電建設(shè)公司，四川 成都 610000）

研究500kV線路氧化鋅避雷器的運(yùn)行實踐

蒲 波
（四川電力送變電建設(shè)公司，四川 成都 610000）

本文主要以某地區(qū)以氧化鋅避雷器進(jìn)行500kV高壓輸電線路的防雷保護(hù)為例，首先對500kV高壓輸電線路的防雷措施進(jìn)行簡要的介紹，并對500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的防雷效果進(jìn)行了運(yùn)算分析，研究氧化鋅避雷器在實際應(yīng)用中的防雷效果。

500kV高壓輸電線路；氧化鋅避雷器；運(yùn)行實踐

一、500kV高壓輸電線路的防雷措施

線路避雷器是一種用于電力輸送線路的防雷器材，其主要作用是降低雷電沖擊過程中絕緣子閃絡(luò)的危險，在某些情況下也能夠?qū)旊娋€路上的其他設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。其安裝方式一般只和輸電線路絕緣子串并聯(lián)，在輸電線路或者塔桿遭受雷擊時，對其進(jìn)行防雷保護(hù)，避免輸電線路因雷擊出現(xiàn)故障，影響電力的輸送。輸電線路的架設(shè)范圍極廣，分布地勢也比較復(fù)雜，很容易遭受到雷擊，線路避雷器能夠有效的降低輸電線路的雷擊事故發(fā)生率，在500kV高壓輸電線路使用線路避雷器是一種很有效的防雷措施。500kV高壓輸電線路使用線路避雷器的防雷理論：在500kV高壓輸電線路在進(jìn)行電力輸送過程中，若避雷線或塔桿被雷擊中，雷電會有一部分沿著塔桿的塔體流入地面，還有一部分會由避雷線流向與之相鄰的塔桿。在高壓線路絕緣子串附近安裝避雷器，當(dāng)雷擊電流值達(dá)到了避雷器的動作值時，就會有大部分的累計電流通過避雷器流入導(dǎo)線線路中，且會沿著導(dǎo)線前進(jìn)。因輸電線路之間會有一些電磁感應(yīng)，這些雷擊電流在輸電線路和避雷線路的流通中也會產(chǎn)生一些耦合分量，導(dǎo)線的電位值由于避雷器的分流作用得到很大的提高，導(dǎo)致讓線路和塔尖間的電位差產(chǎn)生的電壓值小于絕緣子串閃絡(luò)電壓值，從而抑制絕緣子串的閃絡(luò)。故而在電力輸送線路中安裝避雷器對能夠?qū)€路電位起到很好地好的控制作用，能夠提高電力輸送線路的穩(wěn)定性。在現(xiàn)實中，輸電線路的電壓值是固定的，雷擊電流的大小有由線路所在區(qū)域的大氣及地理條件決定，雷擊現(xiàn)象有雷電繞擊以及雷電反擊，無論輸電線路受到的是怎樣的雷擊，避雷器的防雷范圍都是有安裝避雷器的塔桿和線路的絕緣子串。

表1　塔桿耐雷水平計算參數(shù)

帶電力輸送線路中，避雷器通常是和絕緣子串并聯(lián)安裝。在耐張塔上安裝避雷器可以直接懸掛在跳線上，在直線塔上安裝避雷器就需要沿直線向?qū)ｉT設(shè)置的支架上伸出安裝。避雷器在實際安裝中需要注意，將其與鐵塔間的距離控制在安全有效的范圍中。

表2　不同的接地電阻的避雷器耐雷水平計算結(jié)果

表3　在不同相數(shù)下的避雷器耐雷水平計算結(jié)果

二、500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器

以某一區(qū)域的500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器為例，對線路在運(yùn)用氧化鋅避雷器簽前后的耐雷水平進(jìn)行計算，為氧化鋅避雷器的使用效果進(jìn)行研究分析。該地區(qū)500kV高壓輸電線路的塔桿有64架，輸電線路總長度為32.814km，其中編號5號、14號、32號以及48號四架塔桿比較容易受到雷擊，該地區(qū)為減少線路雷擊事故，提高線路防雷的能力，在編號5號到60號兩座塔桿之間設(shè)置了36個氧化鋅避雷器，本例研究為更快更方便的進(jìn)行計算研究，選取其中51號到55號兩座塔桿之間的避雷器參數(shù)進(jìn)行參考計算，在這之間氧化鋅避雷器的主要安裝方式有ZB3-27直線塔、ZB3-30直線塔以及JG2-21耐張塔。

對52號桿塔未加裝氧化鋅避雷器的耐雷水平進(jìn)行計算，以Lt標(biāo)志塔桿電感值，k表示電暈效應(yīng)后的導(dǎo)線和底線間的耦合系數(shù)，k0表示導(dǎo)線和底線間的幾何耦合系數(shù)，ht表示塔桿高度，hc表示導(dǎo)線對地平均高度，ha表示橫擔(dān)對地高度，hg表示地線距地面的平均高度，Ri表示他感到地面的電阻，β表示塔桿分流系數(shù)，U52標(biāo)志線路絕緣的一半雷擊電流導(dǎo)致的電壓，（塔桿的耐雷水平計算參數(shù)可參考表1）將這些系數(shù)帶入計算公式之中，其公式如下：

耐雷計算公式：根據(jù)計算得到52號塔桿的耐雷水平為167kA。

以EMTP軟件對52號塔桿進(jìn)行不同的絕緣配置、不同的接地電阻的莫逆運(yùn)算。因塔桿在被雷擊的過程中，雷擊影響范圍不大，在對輸電線路建模過程中，可將51號到55號兩座塔桿以外的線路采用等值的定值電阻進(jìn)行代替，其模型如圖1所示。

以不同的接地電阻和不同的絕緣配置對避雷器的耐雷水平進(jìn)行計算，得到的結(jié)果見表2。

根據(jù)表中結(jié)果可以看出，從接地電阻值的變化來分析，塔桿的耐雷水平會隨著接地電阻值的增大而降低。從絕緣子串的長度來分析，桿的耐雷水平會隨著絕緣子串的增加而提高。

在電力輸送線路上安裝氧化鋅避雷器，并與絕緣子串進(jìn)行并聯(lián)安裝，以EMTP軟件對其進(jìn)安裝于線路一相、兩相、三相上的耐雷水平進(jìn)行計算，得到的數(shù)據(jù)見表3。

分析以上結(jié)果可知，電力輸送線路在安裝氧化鋅避雷器之后，其耐雷水平有了明顯提高，且其安裝于線路的相數(shù)對耐雷水品的影響并不大，因此在500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器是一種科學(xué)、合理的防雷措施。

三、500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的效果分析

本次以某一地區(qū)的500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的情況進(jìn)行研究，對其進(jìn)行雷擊事故模擬，分析氧化鋅避雷器在500kV高壓輸電線路中安裝后的防雷效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)安裝氧化鋅避雷器后，各段輸電線路受到的雷擊次數(shù)不等，然而輸電線路遭受雷擊事故出現(xiàn)率為零?？偠灾?，在安裝了氧化鋅避雷器之后，500kV高壓輸電線路出現(xiàn)的累計數(shù)固發(fā)生次數(shù)明顯減少，其引用于輸電線路的防雷效果非常好。

結(jié)語

避雷器是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要防護(hù)設(shè)備，其主要作用在于降低雷擊時電力輸送線路絕緣子閃絡(luò)的危險，防止輸電線路被雷擊破壞，保證電力輸送系統(tǒng)的安全運(yùn)行。氧化鋅避雷器是一種用于輸電線路防雷的新型線路避雷器材，具有良好的非線性特征，且架構(gòu)簡單，安裝輕便，電流容量高，防雷性質(zhì)強(qiáng)，應(yīng)用于高壓輸電線路防雷效果優(yōu)良。本文以某一地區(qū)使用氧化鋅避雷器對500kV高壓輸電線路進(jìn)行防雷保護(hù)為實例，對其防雷數(shù)據(jù)進(jìn)行計算研究，發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器運(yùn)用于500kV高壓輸電線路中的防雷效果非常好，值得推廣。

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TM726

A我國國土面積比較寬廣，人口分布面積極為廣泛，各種地形地勢也很復(fù)雜，高壓輸電線路需要經(jīng)過的路徑也就極為繁多，高壓輸電線路大部分都是裸露在大自然之中，雷擊事故不可避免，因此需要使用避雷器來降低雷擊事故的發(fā)生率。氧化鋅避雷器是一種具有制造結(jié)構(gòu)簡單、電流流通量高等優(yōu)點的新型防雷器，500kV高壓輸電線路是我國電力網(wǎng)絡(luò)中占有很重要的地位。以氧化鋅避雷器作為500kV高壓輸電線路的防雷器有很好的防雷效果。