提高35kV線路防雷水平及綜合治理的探討

牛濤

摘 要：在我們國(guó)家現(xiàn)在已經(jīng)離不開電力了，但如今在35kv電力線路出現(xiàn)了許多的故障問題，而雷電是造成這種故障的重要原因之一，在我們國(guó)家常常通過這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量防雷性能的優(yōu)劣，第一是線路雷擊跳閘率，第二是線路耐雷水平，所以在本篇文章中主要分析的是提高35kV線路防雷水平及綜合治理。

關(guān)鍵詞：提高；35kV線路；防雷水平；綜合治理

中國(guó)的主要配電網(wǎng)是中壓網(wǎng)絡(luò)即35kv，而且這種線路多鋪設(shè)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和縣區(qū)域中，環(huán)境是比較惡劣的，而且多沒有避雷線保護(hù)，線路是非常復(fù)雜的，一旦發(fā)生雷擊問題的話，會(huì)造成非常嚴(yán)重的事故。

一、雷擊配電網(wǎng)事故原因

1.1線路耐雷水平不高

線路的耐雷水平是衡量線路防雷性能優(yōu)劣的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，它是指雷擊時(shí)能引起線路發(fā)生閃絡(luò)造成單相接地的最大雷電流值。線路耐雷水平與桿塔尺寸、桿塔沖擊接地電阻大小、檔距、絕緣子片數(shù)、絕緣子型號(hào)、桿塔周圍的地形情況、線路運(yùn)行維護(hù)水平等線路實(shí)際情況有關(guān)。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，此35kV線路只有3片WP-7型號(hào)絕緣子，線路的絕緣水平不高，不論雷閃放電引起的哪種類型雷電過電壓都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線對(duì)地閃絡(luò)。

雷直擊導(dǎo)線后，雷電流將被擊導(dǎo)線向兩側(cè)分流，這樣，就形成向兩邊傳播的過電壓波，在未有反射波之前，電壓與電流的比值為線路的波阻抗Z。架空線路的波阻抗在大氣過電壓的情況下，認(rèn)為接近等于400Ω。因此，雷直擊于架空線時(shí)的電流要小于統(tǒng)計(jì)測(cè)量的雷電流，雷電流沿線路兩側(cè)流，即I比2，此時(shí)架空線上的過電壓，也即作用在線路絕緣上的電壓的最大值。Ug=IL÷2×Z÷2=100I，如用絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓U50%來(lái)代替Ug，那么IL就代表能引起絕緣閃絡(luò)的雷電流幅值，通常稱為線路在這情況下的耐雷水平。雷電易擊于無(wú)避雷線的架空線路，雷直擊導(dǎo)線時(shí)，線路的絕緣子串閃絡(luò)的雷電流I為I=U50%/100（1），式（1）中，U50%為絕緣子串的50%放電電壓。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室沖擊電壓試驗(yàn)，測(cè)得此絕緣子串的3片WP-7的絕緣子串臨界雷閃電壓=117.36kV×3=352.08kV。

計(jì)算可得雷擊導(dǎo)線時(shí)絕緣子串閃絡(luò)的雷電流I=U50%/100=3.52kA.按中國(guó)過電壓保護(hù)規(guī)程規(guī)定的雷電流幅值概率分布曲線lgP=-I/88（2），式（2）中，I為雷電流幅值，kA；P為雷電流幅值超過I的概率?？梢缘贸龀^此雷電流的概率為91%，即91%的雷電流只要直擊導(dǎo)線，都可能造成絕緣子串閃絡(luò)。

1.2運(yùn)行維護(hù)方面出現(xiàn)問題

該線路擔(dān)負(fù)著直接向用戶供電的任務(wù)，是單電源供電，缺少備用電源，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)的絕緣子沒有采用任何監(jiān)測(cè)措施；也沒有制訂相應(yīng)的輪修、輪檢和輪換制度，造成線路長(zhǎng)期無(wú)法正常檢修，絕緣弱點(diǎn)得不到及時(shí)消除。線路中出現(xiàn)大量劣質(zhì)絕緣子，劣化絕緣子是由于電熱老化機(jī)理引起的，同瓷絕緣子掛網(wǎng)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，在平時(shí)正常天氣狀況下能保持正常運(yùn)行，但是在出現(xiàn)過電壓情況下，就會(huì)造成絕緣子內(nèi)部擊穿，從而產(chǎn)生低值或者是零值絕緣子，雷擊產(chǎn)生的瞬時(shí)短路電流嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起低值或零值絕緣子的過熱爆炸。

1.3不夠完善的防雷措施

該線路的防雷措施只有一條進(jìn)線段防雷保護(hù)，并無(wú)其他線路防雷的保護(hù)措施。使得發(fā)生雷擊時(shí)，造成絕緣子大部分閃絡(luò)，甚至出現(xiàn)打炸絕緣子事故。鑒于出現(xiàn)上述原因，針對(duì)此線路進(jìn)行綜合防雷措施的整改，提出實(shí)用的工程防雷整改方案，通過防雷整改措施的研究，降低電網(wǎng)配電線路雷擊跳閘率，保證輸電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，確保供電的可靠性。

二、提升35kV線路防雷水平的措施

2.1降低線路接地電阻

為降低35kV線路接地電阻，對(duì)英德市東部地區(qū)部分線路接地網(wǎng)進(jìn)行改造。除采取減小接地線過渡電阻、接地網(wǎng)除銹補(bǔ)焊、使用降阻劑等常用方法外，還采取以下綜合措施降低接地電阻。35kV線路橫擔(dān)接地點(diǎn)通常在橫擔(dān)抱箍處，通過穿心螺栓與接地引下線連接后與地網(wǎng)相連。實(shí)際因施工過程中施工質(zhì)量和長(zhǎng)期銹蝕，穿心螺栓與接地引下線接觸面脫開或接觸面積小，造成未接地的情況，這在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)多次。整改措施是改變?cè)c(diǎn)對(duì)面接地措施，在上下層導(dǎo)線橫擔(dān)面上與接地引下線聯(lián)接（面對(duì)面接地），通過接地引下線與地網(wǎng)相連。

2.2提升線路絕緣水平

35kV線路雷擊跳閘率高的一個(gè)原因是其絕緣水平較低。早期采用瓷橫擔(dān)絕緣子S-280，雷擊沖擊閃絡(luò)電壓為280kV；后建設(shè)新線路均采用瓷瓶串，一般為3片XP-7絕緣子，臨界雷閃電壓為353kV。如前述，雷擊線路附近大地時(shí)，感應(yīng)過電壓可達(dá)374.5kV，極可能引起三相絕緣閃絡(luò)跳閘，同時(shí)反擊耐雷水平也極低，接地電阻為10Ω，桿型大致不變時(shí)，耐雷水平僅為11kA。絕緣水平提高減少了感應(yīng)雷的危害，同樣10Ω的接地電阻，反擊耐雷水平增至29.4kA。提高線路絕緣水平，在運(yùn)行中要做好低值或零值絕緣子的檢測(cè)，防止雷擊時(shí)因串中零值絕緣子存在而使其絕緣下降，甚至發(fā)生絕緣子炸裂掉串事故。

2.3安裝線路型避雷器

金屬氧化物避雷器MOA保護(hù)特性好、通流容量大，動(dòng)作反應(yīng)快，用于無(wú)架空避雷線的35kV線路，效果良好。避雷器要安裝在線路雷電易擊（雷擊次數(shù)多、土壤電阻率較大、山頂大跨越等）桿段。桿型結(jié)構(gòu)決定避雷器安裝數(shù)量，上相導(dǎo)線對(duì)下兩相有架空避雷線的屏蔽作用，其保護(hù)角分別為46.3°、3.8°，故只需在上導(dǎo)線和保護(hù)角大的1相導(dǎo)線各安裝1只避雷器。導(dǎo)線等邊三角形排列時(shí)，上相導(dǎo)線對(duì)下兩相的保護(hù)角為21.6°，則只上相需安裝避雷器。避雷器的防雷保護(hù)范圍較小。35kV橋青線運(yùn)行中發(fā)生1次斷線，斷線點(diǎn)離避雷器約300m，經(jīng)試驗(yàn)避雷器正常。計(jì)算表明，檔距對(duì)線路型避雷器提高線路耐雷水平有影響，保護(hù)范圍約200m，在雷電易擊桿塔離避雷器距離>200m處，需增設(shè)1組。

2.4架空避雷線要增設(shè)

沒有架空地線的35kV線路，其雷害最嚴(yán)重的后果是導(dǎo)線斷落和瓷瓶串掉串，危及設(shè)備和人身安全。故在雷電活動(dòng)集中的易擊區(qū)域、重要跨越、人口稠密區(qū)等增設(shè)架空避雷線，防止雷電直線于導(dǎo)線或絕緣子串。圖1桿型中，加裝一付抱箍，在其上裝設(shè)1或2根角鋼，然后地線裝設(shè)掛線金具。避雷線的線路應(yīng)防止雷擊檔距中央反擊導(dǎo)線。15℃無(wú)風(fēng)時(shí)，檔距中央導(dǎo)線與避雷線間距離應(yīng)為：s1=0.012l+1，式中：s1為導(dǎo)線與避雷線間的距離，l為檔距長(zhǎng)度，避雷線的弛度小于導(dǎo)線弛度，故L1+1.6+Δf=s1即滿足要求。

三、總結(jié)

在本篇文章中我首先研究了雷擊配電網(wǎng)事故原因，即線路耐雷水平不高、運(yùn)行維護(hù)方面出現(xiàn)問題以及不夠完善的防雷措施，其次我研究了提升35kV線路防雷水平的措施，即降低線路接地電阻、提升線路絕緣水平、安裝線路型避雷器以及架空避雷線要增設(shè)，我相信通過我們的不斷努力一定能提升35kV線路防雷水平，為我國(guó)的電力線路做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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