【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分別降至 62%、 56%和 45%。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。 我國(guó)江蘇 220KV 諫奉線 [15]在長(zhǎng)江大跨越段在跨越塔 2 基、耐張塔 2 基，總長(zhǎng) 。原為單回路，改成雙回路后，頂端原兩根避雷線改為運(yùn)行的相線，成為無(wú)避雷線的雙回路跨江段。 1989 年 5 月到 1996 年 11 月，在 2 基高塔頂上兩相導(dǎo)線與橫擔(dān)之間安裝了 MOA（具有 串聯(lián)空氣間隙）。其間，所裝 4 支 MOA 共動(dòng)作 6 相次，線路均未發(fā)生閃絡(luò)，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)長(zhǎng)江流域 220KV線路無(wú)避雷線運(yùn)行的先河。 我院曾對(duì) 1 220KV 有避雷線線路應(yīng)用線路避雷器的防雷效果進(jìn)行過(guò)計(jì)算研究 [16]。未安裝線路避雷器時(shí) 220KV 線路反擊耐雷水平僅為 32KA(桿塔接受能力電阻 50Ω )。有線路避雷器時(shí)為 350KA 以上。如以前者相應(yīng)概率下的相對(duì)危驗(yàn)因數(shù)為 ，則后者比 還要小，即根本不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。 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(diǎn)，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(diǎn) [9]的桿塔；山 區(qū)線路輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 桿塔接地電阻超過(guò) 100Ω且發(fā)生過(guò)閃絡(luò)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(diǎn)的一回線路。 8 小總結(jié) （ 1） 根據(jù)對(duì)我國(guó)不同年平均雷暴日地區(qū)輸電線路雷擊跳閘情況的分析，并參照國(guó)外的研究成果，可以認(rèn)為：地面落雷密度 r 與年平均雷暴日數(shù) Td 呈非線性關(guān)系；線路因地形地貌影響呈現(xiàn)出明顯的選擇性，會(huì)形成易擊段易擊點(diǎn)。因此，地于 Td 較高地區(qū)的線路以及頻發(fā)雷擊閃絡(luò)線路上的易擊段易擊點(diǎn)，采取有效的防雷保護(hù)措施是非常必要的。 （ 2） 輸電線路常規(guī)的防雷保護(hù)措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數(shù)， 為大幅度降低或消除線路雷害事故，必須采取更有效的新措施。 （ 3） 線路防雷用金屬氧化物避雷器可以防止雷直擊導(dǎo)線或雷擊塔頂、避雷線后絕緣子的沖擊閃絡(luò)，從而可以根本上消除線路雷擊跳閘。 （ 4） 為充分利用有限資金以求得最佳效益，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為爭(zhēng)較準(zhǔn)確的選擇線路防雷避雷器的安裝地點(diǎn)。 五．輸電線路防雷改造方案 改造原則 結(jié)合上述的線路實(shí)際情況和各種防雷措施的特點(diǎn)，渝東南輸電線路目前的防雷改進(jìn)措施應(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(jià)較高，但保護(hù)效果好，桿塔、導(dǎo)線被雷擊時(shí)，能迅速運(yùn)作，適用于 大檔距線路段，能有效的彌補(bǔ)可控放電避雷針保護(hù)范圍不足的盲點(diǎn)。 （ 2）、可控放電避雷針造價(jià)較避雷器低，保護(hù)效果好，維護(hù)工作量小。但其保護(hù)范圍有限，適用于檔距小線路段。可控放電避雷針對(duì)接地電阻的要求比較寬松，一般 10 歐姆以下即可，對(duì)于土壤電阻率高的地方，可以放寬到30 歐姆。 （ 3）、可控放電避雷針安裝完成以后不需要定期維護(hù)，針對(duì)渝東南交通輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 不便的實(shí)際情況具有重要意義，可以大大減輕巡視人員的工作量。 （ 4）、根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，消雷器的防雷能力存在一定問(wèn)題，故需對(duì)已加裝消雷器的部分桿塔進(jìn)行改造。 2．結(jié)論和建議 國(guó)內(nèi)外理 論研究和我單位 3 年來(lái)初步的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，線路避雷器對(duì)提高線路耐雷水平，防止雷擊導(dǎo)線或雷擊桿塔，避雷器引起的反擊閃絡(luò)，降低線路雷擊跳閘率都有一定效果，因此可結(jié)合輸電線路的重要程度，在有條件的情況下開(kāi)展線路避雷器的布點(diǎn)安裝點(diǎn)工作。在多雷區(qū)，輸電線路因雷擊引起跳閘的機(jī)率越平越高，線路用氧化鋅避雷器的應(yīng)用量大面廣，價(jià)格成本問(wèn)題比較突出，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較仍需大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。 線路避雷器的應(yīng)用仍有許多技術(shù)性問(wèn)題沿需解決，需積極積累線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，做好線路防雷基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)工作，充分利用目前市公司已經(jīng)完善的雷電定位系統(tǒng)，解決 易擊段，易擊桿和安裝相別的選擇，桿塔接地電阻，地形等因素對(duì)防雷效果的影響關(guān)系等問(wèn)題，同時(shí)宜配合理論計(jì)算分析和校核以達(dá)到較好的運(yùn)行效果。及時(shí)跟蹤和總結(jié)線路避雷器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以使得這項(xiàng)線路防雷新技術(shù)得以有效應(yīng)用。 線路避雷器尚需規(guī)范和完善技術(shù)條件和有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，解決其選型，通流容量，安裝方式和運(yùn)行維修，提高其可靠性，同時(shí)不斷積累應(yīng)用線路避雷器防雷工作方面的運(yùn)和經(jīng)驗(yàn)。在推廣應(yīng)用輸電線路用氧化鋅避雷器的同時(shí)，降低線路避雷線保護(hù)角和桿塔接地電阻，改善接地系統(tǒng)等常規(guī)線路防雷措施仍不能放松。 六．山區(qū)輸電線路防雷綜合措施研 究及實(shí)施方案 概述 1． 1 項(xiàng)目背景 黃山電網(wǎng)處于安徽電網(wǎng)末端的皖南山區(qū)，山巒起伏、地形劇變、峰高谷深，現(xiàn)有的 35220KV 線路長(zhǎng)度達(dá) 650 余 km、桿塔 2022 基，約 85%均分布在山區(qū)。線路末端，主電源線路為兩條 220KV 寧萬(wàn) 289 2896 線有 110KV 陳太48績(jī)金 916 線路，黃山市作業(yè)國(guó)際性的旅游都市，每年政治保電、接待任務(wù)繁重，其特殊性對(duì)黃山電網(wǎng)的安全運(yùn)行提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。而地處皖南的黃山電網(wǎng)，線路雷擊跳閘是整個(gè)電網(wǎng)跳閘的重要原因，經(jīng)常占到跳閘總數(shù)的8090%。且由于線路大多處于高山大嶺， 降低雷擊跳部率對(duì)于日常線路設(shè)備輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 的運(yùn)行維護(hù)人員來(lái)說(shuō)將大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，回此如何有效防止雷擊故障的發(fā)生，對(duì)防雷措施進(jìn)行綜合研究，盡量降低雷擊跳閘率，其效益是不僅僅用金錢(qián)來(lái)衡量的。山區(qū)線路防雷綜合措施主要分成三個(gè)方面，它們是：安裝線路避雷器、桿塔接地電網(wǎng)改造和安裝可控放電避雷針。這些措施將從防止直擊雷跳閘、反擊雷跳閘兩個(gè)方面對(duì)線路防雷起到綜合作用。 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(shè)在桿塔頂端的架空地線，其運(yùn)行維護(hù)工作中主要是對(duì)桿恭聽(tīng)妝地電阻的檢測(cè)及改造。由于其防雷措施的單一性，無(wú)法在到防雷要 求。而以前所扒行的安裝耦合地線、增強(qiáng)線路絕緣水平的防雷措施，受到一定的條件限制而無(wú)法得到有效實(shí)施，如通常采用增加絕緣子片數(shù)或更換為大爬距的合成絕緣子的方法來(lái)提高線路絕緣，對(duì)防止雷擊葆面反擊過(guò)電壓效果較好，但對(duì)于防止繞擊則效果較差，且增加絕緣子片數(shù)受桿塔頭部絕緣間隙及導(dǎo)線對(duì)地安全距離的限制，因此線路絕緣的增強(qiáng)也是有限的。而安裝耦合地線則一般適用于丘陵或山區(qū)跨越檔，可以對(duì)導(dǎo)線起到有效的屏蔽保護(hù)作用，用等擊距原理也就是降低了導(dǎo)線的暴露弧段。但其受桿塔強(qiáng)度、對(duì)地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊?，?此架設(shè)耦合地線對(duì)于舊線路不易實(shí)施。因此研究不受條件限制的線路防雷措施就顯得十分重要，將安裝線路避雷器、降低桿塔接地電阻、安裝可控放電避雷針進(jìn)行綜合分析運(yùn)用，從它們對(duì)防正點(diǎn)雷形式的針對(duì)性出發(fā)，真正做到切實(shí)可行而雙能收到實(shí)際效果。 1． 3 項(xiàng)目目標(biāo) 通過(guò)進(jìn)行安裝線路避雷器、降低桿勞動(dòng)保護(hù)用品接地電阻、按裝可控放電避雷針三種措施的綜合運(yùn)用，有效降低線路跳閘率。從而大大提高黃山電網(wǎng)的安全可撫順運(yùn)行水平，確保城市旅游業(yè)及工農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)生活用電。 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(gè)因素有關(guān)：線路絕 緣子的 50%放電電壓；有無(wú)架空地線；雷電流強(qiáng)度；桿塔的接地電阻。高壓送電線路各種防雷措施都有其針對(duì)性，因此，在進(jìn)行高壓送電線路設(shè)計(jì)時(shí)，我們選擇防雷方式首先要明確高壓送電線路遭雷擊跳閘原因。 1） 高壓送電線路繞擊成因分析 根據(jù)高壓送電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬試驗(yàn)均證明，雷電繞擊率與避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過(guò)的地形、地輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 貌和地質(zhì)條件有關(guān)。 山區(qū)高壓送電線路的繞擊率約為平地高壓送電線路的 3 倍。山區(qū)設(shè)計(jì)送是線路時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)大跨越、大高差檔距，這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié)；一些地區(qū)雷電活 動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。 2）高壓送電線路反擊成因分析 雷擊桿、塔頂部或避雷線時(shí)，雷電電流流過(guò)塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時(shí)在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)高壓送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，即 UjU50%時(shí)，導(dǎo)線桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。 序號(hào) 對(duì)照項(xiàng)目 反擊 繞擊 1 雷電流測(cè)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(diǎn) 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(qiáng)高壓送電線路絕緣都可以提高高壓送電線路的耐雷水平。在實(shí)際實(shí)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。 2．高壓送電線路防雷措施 清楚了送電線路雷擊跳閘的發(fā)生原因，我們就可以有針對(duì)性的對(duì)送電線輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 路所經(jīng)過(guò)的不同地段，不 同地理位置的桿塔采取相應(yīng)的防雷措施。 加強(qiáng)高壓送電線路的絕緣水平。高壓送電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè)，保證高壓送電線路有足夠的絕緣強(qiáng)度是提高線路耐雷水平的重要因素。我們?cè)谠O(shè)計(jì)高壓線路時(shí)充分比較各種絕緣子的性能，分析其特性，認(rèn)為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點(diǎn)，并且絕緣子本身具有自潔性能良好的零值自爆的特點(diǎn)。特別是玻璃是熔融體，質(zhì)地均勻，燒傷后的新表面仍是光滑的玻璃體，仍具有足夠的絕緣性能，所以設(shè)計(jì)中我們多考慮采用玻璃絕緣子。 2． 1 線路避雷器安裝 運(yùn)用高壓送電線路避雷器。 由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。我們?cè)诶讚籼l較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。 線路避雷器一般有兩種：一種是無(wú)間隙型；避雷器與導(dǎo)線直接連接，它是電站型避雷器的延續(xù)，具有吸收沖擊能量可靠，無(wú)放電時(shí)延、串聯(lián)間隙在正常運(yùn)行電壓和操作電壓下不動(dòng)作，避雷器本體完全處于不帶電狀態(tài)，排除電氣老化問(wèn)題；串聯(lián)間隙的下電極與上電極（線路導(dǎo)線）呈垂直布置，放電特性穩(wěn)定且分散性小等優(yōu)點(diǎn)；另一種是帶串聯(lián)間隙型，避雷器與導(dǎo)線通過(guò)空氣間隙本連接，只有在雷電流作用時(shí) 才承受工頻電壓的作用，具有可靠性高、運(yùn)行壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。一般常用的是帶串聯(lián)間隙型，由于其間隙的隔離作用，避雷本體部分（裝有電阻片的部分）基本上不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓，不必考慮長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下的老化問(wèn)題，且本體部分的故障不會(huì)對(duì)線路的正常運(yùn)行造成隱患。 線路避雷器防雷的基本原理：雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過(guò)避雷線統(tǒng)到相臨桿塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。 雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值為 Ut=iRd+(1) 式中， i—— 雷電流； Rd—— 沖擊接地電阻； —— 暫態(tài)分量。 當(dāng)塔頂電位 Ut 與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位 U1 的差值超過(guò)絕緣子串 50%的放電輸電線路的防雷設(shè)計(jì) 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 黑龍江 綏化 電壓時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即 UtU1U50,如果考慮線路工頻電壓幅值 Um 的影響，則為 UtU1+UmU50。因此，線路的耐雷水平與 3 個(gè)重要因素有關(guān)，即線路絕緣子的 50%放電電壓、雷電電流強(qiáng)度和塔體的沖擊接地電阻。一般來(lái)說(shuō)，線路的 50%放電電壓是一定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān)，不加裝避雷器時(shí)，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。 加裝線路避雷器以后，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超過(guò)一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用，將分別再導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高，使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。鑒于上述原理，在分析黃山電網(wǎng)雷擊跳閘資料的基礎(chǔ)上，有選擇的在 110KV 陳太 484 線 29， 110KV 苦太 911 線 17， 110KV 萬(wàn)巖 922 線