【正文】 施應(yīng)該以安裝避雷器和可控放電避雷針為主，原因如下： （ 1）、避雷器雖造價較高，但保護效果好，桿塔、導(dǎo)線被雷擊時，能迅速運作，適用于 大檔距線路段，能有效的彌補可控放電避雷針保護范圍不足的盲點。有線路避雷器時為 350KA 以上。日本在分析 77KV 線路各種防雷措施的效果時指出 [14]：增加絕緣、架設(shè)耦合地線和減少桿塔接地電阻，只能便跳閘次數(shù)分別降至 62%、 56%和 45%。國內(nèi)外工程實踐表明，線路防雷用金屬氧化物避雷器無論在防止雷直擊導(dǎo)線方面還是在雷擊塔頂或避雷線時的反擊方面都是非常有效的。對不平衡絕緣的作法是，在某一回線上每相再加 2 片玻璃絕緣子（ LXP70）。意大利的文獻也認(rèn)為架設(shè)耦合線是有效的。 ②若無耦合線期間只計 1965～ 1972年，則為 178。 5 架設(shè)耦合地線的防雷效果 對運行中查明經(jīng)常發(fā)生選擇性雷擊的桿塔或線段，我國運行部門曾對110KV 和 220KV 有避雷線線路采用過加裝耦合地線的作法。這種方法造價比較便宜，安裝后幾乎不需要維護。在我國先生產(chǎn)使用的正是無間孫氧化鋅避雷器，運行實踐表明，它有損壞爆炸率高，使用壽命短等缺點，究其原因，暫態(tài)過電壓承受能力差是其致命弱點。隨桿塔接地電阻的增加，對于177。 現(xiàn)將按 1997年電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確率 [3]中的 110～ 500KV線路的標(biāo)塔尺寸和絕緣子的 50%雷沖擊絕緣水平，針對不同的桿塔接地電阻沖擊值計算出的各自的耐雷水平列入表 1。從其基本勢頭近的結(jié)果可以看出，按本文輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 7 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 提出的線路絕緣所受最大電壓計算方法、所取的雷電參數(shù)（雷電流幅值累積概率分布、對地落雷次數(shù)和線路雷擊次數(shù)等）以及線路雷擊跳閘次數(shù)計算方法計算出的跳閘次數(shù)與運行經(jīng)驗統(tǒng)計值基本相當(dāng)。 1． 2 有避雷線線路雷擊塔頂時線路絕緣上所受電壓 的計算方法 以前的標(biāo)準(zhǔn)：對雷擊有避雷線線路桿塔塔頂時，絕緣上所愛的最大雷電過電壓按下式計算： Uj=(Utd+Ug)(1K) (6) 式中， Uj 為絕緣上受到的最大電壓； Utd 為桿塔頂部電壓最大值； Ug 為導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓最大值； K 為導(dǎo)線與避雷線之間考慮避雷線電暈的耦合系數(shù)。 線路每年受雷擊次數(shù)取決于 Ng 和線路收集雷擊的等值面積。實際上， r 值與年平均雷暴日數(shù) Td 有關(guān) [6]。 用圖可以表示國外發(fā)表的雷電流概率數(shù)據(jù)曲線。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設(shè)備影響的最有效方法。這樣在閃電電流通過時 ，所有設(shè)施立即形成一個“等電位島”，保證導(dǎo)部件之間不產(chǎn)生有害的電位差，不發(fā)生旁側(cè)閃絡(luò)放電。 2 接地 接地就是讓已經(jīng)納入防雷系統(tǒng)的閃電能量泄放入大地、良好的接地才能有效地降低引下線上的電壓，避免發(fā)生發(fā)擊。目前，直擊雷造成的災(zāi)害已明顯減少，而隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。一旦雷云對某目標(biāo)放電，雷云上的負(fù)電荷便瞬間消失，此時導(dǎo)線上的大旦正電荷依然存在，并以雷電波的形式沿著導(dǎo)線經(jīng)設(shè)備入地，引起設(shè)備損壞。在閃電通道中，電極強，溫度可驟升至 2 萬攝氏度，氣壓突增，空氣劇烈膨脹，人們便會聽到爆炸似的聲波振蕩，這就是雷聲。 為了減少輸電電路的雷擊故障，近年來，我們采取了多種防雷措施，如降低桿塔接地電阻，提高線路絕緣水平，采用負(fù)角保護，架設(shè)耦合地線，安裝線路避雷器等，這對維護好備單位的輸電線路起到了一定的作用。 本文從分析我國輸電線路雷擊跳閘事故的經(jīng)驗和有關(guān)研究入手，重點討論了線路雷擊次數(shù)、雷電流幅值概率、線路常規(guī)防雷保護措施的效果，以及近年來 涌現(xiàn)的線路防雷用金屬氧化物避雷器卓越的保護性能等有關(guān)問題，并對線路避雷器的應(yīng)用提出了建議，供有關(guān)部門參考。 2 雷電危害的種類 雷擊的危害主要有三方面：第一是直擊雷。當(dāng)雷電流沿著導(dǎo)體流入大地時，由于頻率高，強度大，在導(dǎo)體的附近便產(chǎn)生很強的交變電磁場，如果設(shè)備在這個場中，便會感應(yīng)出很高的電壓，以致?lián)p壞。一般建筑物上的避雷針只能預(yù)防直擊雷，而強大的電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電視、電話及聯(lián)輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 4 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 網(wǎng)微機等弱電設(shè)備。過去有些規(guī)范要求電子設(shè)備單獨接地，目的是防止電網(wǎng)中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設(shè)備的正常工作。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產(chǎn)生的反擊。 四、與線路雷電性能有關(guān)的參數(shù)和線路耐雷水平的計算方法 1 雷電流幅值累積概率分布 1979 年我國標(biāo)準(zhǔn) [1] 就線路防雷計算的基本參數(shù)雷電 流幅值累積概率分布給出了計算式。圖中，畫曲線表示ANDERSONERIKSSON 的對數(shù)正態(tài)分布 [4]，曲線為 IEEE《輸電線路雷電性能工作組報告》推薦曲線 [5]，曲線 1 為對應(yīng)本文式（ 2）的曲線。一般來說，若 Td 變大，則 r 也隨之變大。等值面積取決于線路長度和線路收集雷擊的等值寬度 W。 式（ 6）中有兩點值得注意：其一，絕緣子串懸掛于桿塔橫擔(dān)處，所以絕緣子串的反擊電壓應(yīng)取橫擔(dān)處的桿塔電壓，而不應(yīng)取塔頂入電壓；其二，避雷線對導(dǎo)線上與反擊電壓異號的感應(yīng)過電壓的屏蔽作用應(yīng)采用 Ug（ 1k0hb/hd計算式中 hd 為 導(dǎo)線平均高度； K0 為導(dǎo)線與避雷線之間的幾何耦合系數(shù)）。這說明本文的計算方法是合理、可用的。 表 1 110500KV 線路耐雷水平與桿塔接地電阻的關(guān)系 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓/KV 110 220 500 接地電阻 /Ω 7 15 30 50 7 15 30 50 7 15 30 50 耐雷水平/kV 32 P1/% 19 相對 1 1 輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 8 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 危險因數(shù) 由表 1 可見，各種電壓等級，線路耐雷水平均隨桿塔接地電阻的增加而降低。 500KV 高壓直流線路，單極反擊或雙極反擊的概率均有所增加。而串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器仍有無間隙氧化鋅避雷器的保護性能優(yōu) 點，同時有暫態(tài)地電輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 壓承受能力強的特點，是一種理想地?fù)P長避短產(chǎn)品，結(jié)合國性在 3～ 35KV 系統(tǒng)串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器才是當(dāng)代最先進防雷電器。因?qū)嶋H安裝使用后，發(fā)生多次裝有消雷器的桿塔直接被雷擊的情況，故其效果還有待考證。 表 2 幾條有耦合線線路的雷電性能比較 線路名 對比線段總長/KM 架耦合線前運行 /km178。 a， n=， ne/n=。 6 同桿雙回線路不平衡絕緣的防雷效果 同桿雙回線路因線路走廊占地少，近年來有一定發(fā)展。根據(jù)實測的線路絕緣雷電沖擊放電電壓，對 ZGU115 型塔采用不平衡絕 緣后線路的雷擊反擊閃絡(luò)概率進行了統(tǒng)計計算給出山了如表 3 所示的具體結(jié)果。 1980 年美國 AEP 和 GE 公司開始開發(fā)線路防雷用 MOA。但安裝了線路金屬氧化物避雷器后則可消除雷擊跳閘事故。如以前者相應(yīng)概率下的相對危驗因數(shù)為 ，則后者比 還要小，即根本不會發(fā)生閃絡(luò)。 （ 2）、可控放電避雷針造價較避雷器低，保護效果好，維護工作量小。及時跟蹤和總結(jié)線路避雷器運行經(jīng)驗，以使得這項線路防雷新技術(shù)得以有效應(yīng)用。這些措施將從防止直擊雷跳閘、反擊雷跳閘兩個方面對線路防雷起到綜合作用。從而大大提高黃山電網(wǎng)的安全可撫順運行水平，確保城市旅游業(yè)及工農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)生活用電。 序號 對照項目 反擊 繞擊 1 雷電流測量 電流較大（結(jié)合電流路徑） 電流較?。ńY(jié)合電流路徑） 2 接地電阻 大 小 3 閃絡(luò)基數(shù)及相數(shù) 一基多相或多基多相 單基單相或相臨兩基同相 4 塔身高度 較高 較低 5 地形特點 一般，不易繞擊 山坡及山頂易繞擊處 6 閃絡(luò)相別 耐雷水平低相（如下相） 易繞擊的相（如上相） 由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻 Rch、提高耦合系數(shù) k、減少分流系數(shù)β、加強高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。 由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。因此，線路的耐雷水平與 3 個重要因素有關(guān)，即線路絕緣子的 50%放電電壓、雷電電流強度和塔體的沖擊接地電阻。每年雷季前進行避雷器動作情況檢查，雷季結(jié)束進行記錄，分別是： A 相動作 一次、 C 相動作兩次。通地改造使桿塔地網(wǎng)的接地電阻值大幅度降低，從而使線路的耐雷水平從理論上得到大大提高。 土壤電阻率在 2020 歐 .米以上的桿塔：采用六至八根放射線不小于80 米的 Q12 圓鋼（熱鍍鋅）進行敷設(shè)并焊接。 （ 4）對被澆灌在保護帽內(nèi)的接地引下線，采取的方式可為將引下線從保護帽內(nèi)敲出，再重新澆灌保護帽或?qū)⒁戮€鋸斷重新焊接。 1 線路的基本情況及改造情況 壽遵線路的基本情況 承德地區(qū)位于燕山山脈深處，高山大嶺約占 40%，雷電活動非常頻繁，年雷電日 40日以上，每年由于雷擊而引起的故障占全年運行故障的 60%左右。實施后的絕緣子爬電距離、泄漏比距與實施前的對照表參見表 3，從表中可以明顯看到線路的絕緣水平有較大幅度的提高。當(dāng) WGMOA 懸掛在線路上運行時，其運行狀況可隨時得到監(jiān)視，且安裝方便，保護特性相對來說較好，僅決定于避雷器的殘壓。 考慮到在直線桿塔上避雷器暗轉(zhuǎn)個位置緊臨絕緣子串，此時絕緣子串上的電壓分布是否會影響避雷器的電位分布，繼而影響避雷器的泄漏電流，從而加輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 26 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 速避雷器的劣化過程，縮短避雷器的使用壽命，為此在沙河試驗大廳進行了模擬試驗，試驗的結(jié)果顯示，避雷器的這種安裝位置對于避雷器的使用壽命影響很小，也基本不會影響帶電試驗的試驗結(jié)果。 避雷器五次動作，使壽遵線五次受到避雷器的保護，避免了線路五次跳閘，所以安裝避雷器的效果是明顯的。 雷電對輸電線路的危害：輸電線路縱橫交錯，望望易受雷擊，雷擊線路時常造成絕緣子閃絡(luò)事故，而多數(shù)雷電發(fā)生時常伴有大風(fēng)大雨，沿線的樹木等倒落在線路上，導(dǎo)致倒桿斷線等事故經(jīng)常發(fā)生。雷擊線路時，線路 絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大電流幅值稱為耐雷水平，以 KA 為單位，低于耐雷水平的雷電流擊于線路不會引起閃絡(luò)。 輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 29 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 繞擊時的耐雷水平為： I2=U50%（ 4/Z） =U50%/100，式中 U50%是絕緣子串的 50%沖擊放電電壓： Z 是雷擊導(dǎo)線處的波阻抗： 4 是雷擊點左右兩側(cè)導(dǎo)線波阻抗并聯(lián)和雷擊到波阻抗為 Z/2 的導(dǎo)線上其阻抗近似等于雷電通道波阻 Z0時的雷電流比雷擊領(lǐng)歐時減半而構(gòu)成的。兩外，避雷線對雷電流還有分流作用，可以減小流入桿塔的雷電流，使桿塔頂電位下降：對導(dǎo)線有耦合作用，可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。 線路雷擊跳閘分析 1 輸電線路的感應(yīng)雷過電壓 當(dāng)雷擊路附近大地時 ,由于電磁感應(yīng) ,在線路的導(dǎo)線上會產(chǎn)生 感應(yīng)過電壓 .根據(jù)理論分析與實測結(jié)果 ,當(dāng)雷擊點離開線路的距離大于 65 米時 ,導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓最大值為 :Ug≈ 25*﹤（ I1*h4） /S﹥ ,式中 Ug 為雷擊大地時感應(yīng)過電壓最大值 (KV),I1 為雷電流幅值 (KV),hd 為導(dǎo)線懸掛 的平均高度 (M),S 為雷擊點離線路的距離 (M)。 輸電線路上出現(xiàn)的大氣過電壓有兩種，一種是雷直擊于線路引起的，稱為直擊雷過電壓：另外一種是雷直擊線路附近地面，由于電磁感應(yīng)所引起的，成為感應(yīng)雷過電壓。這些避雷器選擇了適應(yīng)線路運行的參數(shù)，經(jīng)過帶電監(jiān)測研究，證明避雷器的性能能夠滿足在線路上運行的需要，同時經(jīng)過一個多雷雨季節(jié)的運行經(jīng)驗證明這種改進的防雷措施對于山區(qū)線路的防雷是經(jīng)濟的、有效的。 表 8 氧化鋅避雷器具體安裝情況 桿塔號 130 132 138 140 145 151 154 157 162 166 安裝相序 B C A、 C A、 C A、 C A、 C A、 C A A、 C A、 C 4 避雷器的運行狀況分析 避雷器帶電試驗 17 只避雷器在進行交接試驗后， 1996 年 12 月在壽遵線上安裝，并于 1996年 12 月進行了第一次帶電試驗，以積累避雷器帶電試驗的初始數(shù)據(jù)：然后在雷雨季節(jié)開始后每個月進行了帶電擦拭。 表 5 110KV 帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器的間隙特性 項目 間隙距離/MM