【正文】 輸電線路的雷擊跳閘率 沖擊閃絡轉為穩(wěn)定工頻電弧的概率稱為建弧率，它與弧道中的平均電場強 度 有 關 ， 也 與 閃 絡 瞬 間 公 頻 電 壓 的 瞬 時 值 和 去 游 離 條 件 有 關 ：g=()*102,式中為 g 建弧率 ,E 為絕緣子串的平均運行電壓梯度(KV/M). 有避雷線線路雷擊跳閘率 :N=NL.(Gp1+PaP2),式中 NL 為每百公里每年線路雷擊次數(shù) :g 為建弧率 E 是絕緣子串的平均運行電他梯度 :g 是擊桿率 ,雙根避雷線平原取 1/6,山區(qū)取 1/4:Pa 是繞擊率 ,山區(qū)線路的繞擊率約為平地線路的 3 倍 :P1 是超過雷擊頂部的耐雷水平的雷電流概率 :P2 是超過累繞擊導線時耐雷水平的雷電流概率 . 根據(jù)以上分析提出改善和降低雷擊跳閘率的防范措施 :在確定輸電線路的防雷方式時 ,應全面考慮線路的重要程度 \系統(tǒng)運行方式 \線路所經(jīng)地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌的特點、土壤電阻率的高低等條件，結合當?shù)卦芯€路的運行經(jīng)驗，根據(jù) 技術經(jīng)濟比較的結果，因地制易采取合理的保護措施： 架設避雷線： 避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，它主要目的是防止雷擊導線。每 100KM 線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱為雷擊跳閘率，它是衡量線路防雷性能的綜合指標。如這些事故得不到及時的處理，將嚴重威脅人民群眾的生命財產(chǎn)安全。 5 小結 承德供電公司的一條 110KV 輸電線路 壽遵 110KV 線路 ,由于經(jīng)過高山大嶺的一段桿塔 ,在雷雨季節(jié)經(jīng)常遭受雷擊 ,造成線路跳閘 ,在這段桿塔降低接地電阻比較困難 ,且費用高 \工作兩大 ,效果也受到 一定的限制 .為了解決這個問題 ,我院與承德供電公司合作 ,在該線路 117 號、 129 號 — 167 號桿塔上安裝輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 27 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 了總共 20 只合成絕緣外套金屬氧化物避雷器，經(jīng)過一年多的運行時間，避雷器一共動作了 5 次，有效的保護了線路。 考慮到桿塔的海拔高度、地形地貌以及避雷器的保護范圍，并且考慮到水平排列的三相的中間相（ B 相）基本上不會遭直擊雷，而三角排列的頂相由于易遭雷擊而需安裝避雷器（如 130 號桿）等原則，在桿塔上裝設了復合絕緣外套氧化鋅避雷器，具體安裝情況見表 8。兩種避雷器使用時各有優(yōu)缺點，為了安裝方便、獲得好的保護效果，并便于監(jiān)視避雷器的運行狀況，我們決定選擇使用外部不串間隙的復合絕緣外套氧化鋅避雷器。 表 3 改造前后爬距，泄比對照表 桿塔號 實施前 實施后 零值絕緣子片數(shù) /片 爬距/CM 泄比/CM*KV1 爬距/CM 泄比/CM*KV1 實施前 實施后 129 1740 2320 1 0 130 1740 2320 1 0 133 1740 2320 1 0 134 2030 2320 0 0 137 1740 2320 1 0 138 2030 2320 0 0 139 2030 2320 0 0 142 1450 2320 2 0 145 1740 2320 0 0 154 1740 2320 1 0 輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 23 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 155 1450 2320 2 0 158 2030 2320 0 0 162 2030 2320 0 0 164 1740 2320 1 0 165 1450 2320 2 0 2 避雷器的選擇及參數(shù)的確定 避雷器的選擇 選擇復合絕緣外套氧化鋅避雷器 由于常用的瓷外套，比較重，安裝不便，使用在線路上有一定的局限性，而且如果發(fā)生爆炸，它的碎片將危及附近絕緣子的運行安全，所以必須選擇一種比較合適于線路上使用的避雷器。壽遵 110KV 線路全長 ，導線均無換位，平地占 %，一般山地占%，高山大嶺占 %。 （ 5）對重新敷設的接地電阻不合格的桿塔，再次使用降阻劑進行改造。 （ 2） 桿塔接地裝置埋深：在 300p=2020 歐 .米的地區(qū) ,一般采用水平敷設的接地裝置 ,接地體埋深不得小于 米 :在 P200 歐 .米的地區(qū) ,可采用 68 干總長度不超過 500 米放射形接地體 ,或連續(xù)伸長接地體 ,放射形接地體可采用長短結合的方式 ,接地體埋深不得小于 米。特別是一次性對110KV 績金 918 線路 877全線七十年代的桿塔進行統(tǒng)一改造，對提高該線路整體防雷水平起到了一定的作用。說明避雷器對防止雷擊跳閘起到了一定的作用。一般來說，線路的 50%放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關，不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區(qū)，降低接地電阻 是非常困難的，這也是為什么輸電線路屢遭雷擊的原因。我們在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。在實際實施中，我們著重考慮降低桿塔接地電阻 Rch 和提高耦合系數(shù) k 的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。 1． 3． 1 雷擊跳閘分析 高壓送電線路遭受雷擊的事故主要與四個因素有關：線路絕 緣子的 50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。 1． 2 行業(yè)現(xiàn)狀 目前輸電線路本身的防雷措施主要依靠架設在桿塔頂端的架空地線，其運行維護工作中主要是對桿恭聽妝地電阻的檢測及改造。 線路避雷器尚需規(guī)范和完善技術條件和有關行業(yè)標準，解決其選型，通流容量，安裝方式和運行維修，提高其可靠性，同時不斷積累應用線路避雷器防雷工作方面的運和經(jīng)驗。但其保護范圍有限，適用于檔距小線路段。 為了充分利用有限的資金獲得較好的效益，根據(jù)線路雷擊特點，建議線路避雷器優(yōu)先安裝在下列桿塔：山區(qū)線路易擊段易擊點 [9]的桿塔；山 區(qū)線路輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 12 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 桿塔接地電阻超過 100Ω且發(fā)生過閃絡的桿塔；水電站升壓站出中線路路接地電阻大的桿塔；大跨越高桿塔；多雷區(qū)雙回路線路易擊段易擊點的一回線路。 我國江蘇 220KV 諫奉線 [15]在長江大跨越段在跨越塔 2 基、耐張塔 2 基，總長 。 75 支 138KV 避雷器于 1982年開始在桿塔接地電阻一般為 110Ω (最大的 194Ω )的 25個桿塔上試運行。 表 3 雷擊塔頂時線路絕緣閃絡概率 沖擊接地電阻 /Ω 平衡絕緣 不平衡絕緣 絕緣效果[（ 2）（ 1） /（ 1） ] 第 1 回 第 2 回 第 1 回 第 2 回 7 15 30 輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 11 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 注： *兩回線路絕緣子 50%雷電放電電壓相差 24%。但因導線垂直排列，相塔較高，線路反擊耐雷水平一般比同電壓等級、導線水平排列的線路要低。耦合地線的作用主要有兩個：一是增大避雷線與導線之間的耦合系數(shù)，從而減少絕緣子串兩端電壓的反擊電壓和感應電壓的分量；二是增大雷擊塔頂時向相鄰桿塔分流的雷電流。 a 跳閘率/100km178。消雷器用于 110KV及以上線路比較適宜。 4 根據(jù)作原理的不同，目前在輸電線路上普遍采用的防雷技術主要有以下幾種 A、采用架空地線。因雙極反擊耐雷水平一般明顯高于單極反擊耐雷水平，所以因桿塔接地電阻變大（由 7Ω增加至 30Ω時），雙極反擊的相對危險因數(shù)高達 而單極反擊的相對危險因數(shù)遇為 [10]。依據(jù)雷電流幅值累積概率分布的固有特點：低幅值雷電流出現(xiàn)的概率明顯大于高幅值雷電流出現(xiàn)的概率。 2 線路常規(guī)的防雷保護措施與效果 當前，線路的常規(guī)防雷保護措施主要是通過架設避雷線，以減少雷電直擊導線的概率；另一方面則是盡可能的提高耐雷水平，以減少雷電擊中桿塔或避雷線時 反擊至導線的概率。由此，式（ 6）宜修改為 Uj=Utd（ ha/htk） +Ug（ 1ha/htk0） (7) 式中， ht 為塔桿高度。 W 一般可用下式描述： W=b+Khhb (4) 式中， b 為避雷線間寬度， m。由于我國幅員遼闊， Td 的變化很大，如西北格爾木的 Td 僅為 ，而海南省的澄邁高達 133。由圖可見，當雷電流在 50KA 以下時，曲線 1 與曲線 3 的差異較大；在 50KA 以上時則三條曲線相當接近。該式是基于我國各地實測的 1205 個雷電流數(shù)據(jù)整理出來的。 4 分流 分流就是在一切從室外來的導線與接地線之間并聯(lián)一種適當?shù)谋芾灼?。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎的環(huán)節(jié)。 三、線路防雷的主要措施 在科學技術日益發(fā)展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經(jīng)過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關防雷的知識和經(jīng)驗，形成一系列對防雷行之有效的方法和技術。對于靈敏的電子設備，尤需注意。是指雷云對大地某點發(fā)生的強烈放電。 輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 3 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 一、前言 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，輸電線路覆蓋面不斷擴大，超高壓輸電線路的延伸，因雷擊輸電線路而引起的跳閘事故日益增多，據(jù)國內(nèi)外輸電線路故障在近十幾年來的分類統(tǒng)計表明，由于雷擊引起輸電線路的跳閘次數(shù)占輸電線路總故障跳閘次數(shù)的 50%— 70%，尤其是在多雷，土壤，電阻率高，地形復雜地區(qū)的輸電線路雷擊事故率更高，這將給社會帶來世大的經(jīng)濟損失。因此，尋求更有效的線路防雷保護措施，一直是世界各國電力工作者關注的課題。一般云的頂部帶正電，底部帶負電，兩種極性不同的電荷公使云的內(nèi)部或云與地之間形成強電聲場 ，瞬間劇烈放電爆發(fā)出強大的電火花，也就是我們看到的閃電。當帶電雷云（一般帶負電）出現(xiàn)在導線上空時，由于靜電感應作用，導線上束縛了大量的相反電荷。據(jù)有差統(tǒng)計表明：直擊雷的損壞僅占 15%，感應雷與地電位提高的損壞占 85%。采用避雷針是最首要、最基本的防雷措施。金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統(tǒng)的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。 輸電線路的防雷設計 東北 電力 大學畢業(yè)設計論文 第 5 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 5 屏蔽 屏蔽就是用金屬網(wǎng)、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。 參照上式 ,1997 年的標準 [3] 采用以下公式作為我國雷電流幅值概率分布的計算公式： lgP 1 =I/88 (2) 對除陜南以外的西北地區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)（這類地區(qū)的平均年雷暴日數(shù)一般在 20 及以下）的雷電流幅值的累積概率分布公式，參照以前標準的 處理方法：在式（ 2）的基礎上，對等概率的雷電流值減半。在國外最小值為 。 用圖表示圓點，是根據(jù)文獻 [7]中的 r 值推算出的相應的 Ng 可見它們與按式（ 3）計算出的結果相當接近。 a 雷擊跳閘次數(shù)的運行經(jīng)驗數(shù)據(jù) [7]反推出的線路收集雷擊寬度確定的 Kh（變動于 ～ ）比較，表明式（ 5）是可用的。按式（ 7）計算出 的我國 110～ 500KV 線路耐雷水平和雷擊跳閘次數(shù)的結果與運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)已在文獻 [8]中發(fā)表。現(xiàn)主要就減少反擊的措施討論如下： 1． 4 降低桿塔接地電阻的防雷效果分析 當桿塔型式、尺寸和絕緣子型式、數(shù)量確定后，影響線路反擊耐雷水平的主要因素則是桿塔接地電阻的阻值。 桿塔接地電阻對高壓直流輸電線路的也有類似的作用。 ZnO 閥片具有非常優(yōu)異的非線性特性，在較訓電壓下電阻很小很小，可以泄放大量雷電流殘壓很低，在電網(wǎng)運行電壓下電阻很大很大，泄漏電流只有 50～ 150μA,電流忒小可視為無工頻續(xù)流，這就是可以作成無間隙氧化鋅避雷器的原因，它對雷電陡波和雷電幅值同樣有限壓作用，防雷保護功能完全是其突出優(yōu)點。它主要是利用雷云與地面之間的電場能量、本身的特殊構造形式及安裝桿塔的高度，使消雷針產(chǎn)生一定數(shù)量的荷電粒子，對雷云下方電場發(fā)生作用，由于電暈的效應，使消雷器周圍電場均勻，從而減少輸電線路的落雷概率，削弱雷電強度，使雷擊跳閘率和雷擊事故率下降。這種方法造價比較便宜，使用效果好，但對大檔距一路保護范圍不足。 a， ne/n=。此外，澳大利亞在一條幾百 km 長的 330KV 線路上，全線架設了耦合線，在一條雙回路 330KV 線路上也架設一根耦合線來提高耐雷性（ 1968年國孫大電網(wǎng)會議報告第 3304 號）。該 110KV同桿雙回線路原均采用 110KV