【正文】 塔桿高度。式（ 7）已被新標準 [3]采用。雷電流波頭長度也仍為 （該值與文獻 [5]推薦的 斜角波頭極為接近）。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)。 2 線路常規(guī)的防雷保護措施與效果 當(dāng)前，線路的常規(guī)防雷保護措施主要是通過架設(shè)避雷線，以減少雷電直擊導(dǎo)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(dǎo)線的概率。在山區(qū)，由于地形的影響即使是 0176。而對于后者，實際可能采用的措施是盡量減少桿塔的接地電阻、架設(shè)耦合地線、對于同塔雙回線線路適當(dāng)?shù)夭捎貌黄胶饨^緣技術(shù)以減少雙回線同時雷擊跳閘的概率等。 現(xiàn)將按 1997年電力行業(yè)標準確率 [3]中的 110～ 500KV線路的標塔尺寸和絕緣子的 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。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。表 1 中引入了“相對危險因數(shù)”參數(shù)。這樣 110500KV,50Ω時的相對危險因數(shù)分別為、 和 。隨桿塔接地電阻的增加，對于177。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]。 耦合地線的作用主要有兩個：一是增大避雷線與導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，從而養(yǎng)活絕緣子串兩端電壓的反擊和感應(yīng)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。其結(jié)構(gòu)為將若 干片 ZnO 閥片壓緊封在避雷器瓷套內(nèi)。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。 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(shù)主要有以下幾種 A、采用架空地線。但是由于線路設(shè)計時未進行保護角校驗，目前渝東南線路的地線保護角普遍偏大，影響了防護效果。 C、加裝消雷器。這種方法造價比較便宜，安裝后幾乎不需要維護。消雷器用于 110KV及以上線路比較適宜。這種方法 投資巨大，施工工作量也大，涉及對導(dǎo)線弧垂的調(diào)整。該裝置以緩慢變化的小電流上行雷閃放電形式泄放雷云電荷，從而避免強烈的下行雷閃放電。 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。 a 跳閘率/100km178。 a 跳閘率/100km178。1971.08～)681 (～)345 ① 220KV 華東某一回線（ Td=60） 49.2 (～)199 （ 1965． 01～）388 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 10 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 110KV 福建某線（ Td=70） 29 (～)219 (1965～)114 ② 注：①若無耦合線期間扣去線睡運行初期（ ～ ），則為419km178。 ②若無耦合線期間只計 1965～ 1972年，則為 178。耦合地線的作用主要有兩個：一是增大避雷線與導(dǎo)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(yīng)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。表 2 為我國部分有耦合地線線路的運行結(jié)果匯總 [11]。即架耦合線后，跳閘率降低 46%。意大利的文獻也認為架設(shè)耦合線是有效的。但因?qū)Ь€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(dǎo)線水平排列的線路要低。日本曾在這種線路上采用過不平衡絕緣技術(shù)（一回線路絕緣較正常的另一回降低 20%～ 30%）。 我們曾就另一種不平衡絕緣技術(shù)（一回線路比正常絕緣的另一回線路增加部分絕緣），對某 110KV 同桿雙回線路，應(yīng)用自編程序進行過研究。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）。 表 3 雷擊塔頂時線路絕緣閃絡(luò)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(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)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%。桿塔接地電阻越少，效果越大。 7 線路避雷器的防協(xié)保護效果及其應(yīng)用的若干建議 運行經(jīng)驗表明，防止輸電線路雷擊閃絡(luò)的常規(guī)措施效果是有限的。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。 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。 在日本， 1986 年開發(fā)出帶串聯(lián)間隙的線路 MOA。為防止同桿雙回 500KV 線路的雙回路線同時雷擊閃絡(luò)，從 1990 年開始 500KV 線路 MOA 安裝在雙回線路的某一回線上運行。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%。 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 。 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）。 我院曾對 1 220KV 有避雷線線路應(yīng)用線路避雷器的防雷效果進行過計算研究 [16]。有線路避雷器時為 350KA 以上。 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(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(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的一回線路。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，采取有效的防雷保護措施是非常必要的。 （ 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。 五．輸電線路防雷改造方案 改造原則 結(jié)合上述的線路實際情況和各種防雷措施的特點，渝東南輸電線路目前的防雷改進措施應(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。但其保護范圍有限，適用于檔距小線路段。 （ 3）、可控放電避雷針安裝完成以后不需要定期維護，針對渝東南交通輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 13 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 不便的實際情況具有重要意義，可以大大減輕巡視人員的工作量。 2．結(jié)論和建議 國內(nèi)外理 論研究和我單位 3 年來初步的運行經(jīng)驗表明，線路避雷器對提高線路耐雷水平，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展線路避雷器的布點安裝點工作。 線路避雷器的應(yīng)用仍有許多技術(shù)性問題沿需解決，需積極積累線路運行經(jīng)驗，做好線路防雷基礎(chǔ)統(tǒng)計工作，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，地形等因素對防雷效果的影響關(guān)系等問題，同時宜配合理論計算分析和校核以達到較好的運行效果。 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(yīng)用線路避雷器防雷工作方面的運和經(jīng)驗。 六．山區(qū)輸電線路防雷綜合措施研 究及實施方案 概述 1． 1 項目背景 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 線路長度達 650 余 km、桿塔 2022 基，約 85%均分布在山區(qū)。而地處皖南的黃山電網(wǎng)，線路雷擊跳閘是整個電網(wǎng)跳閘的重要原因，經(jīng)常占到跳閘總數(shù)的8090%。山區(qū)線路防雷綜合措施主要分成三個方面，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。 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，其運行維護工作中主要是對桿恭聽妝地電阻的檢測及改造。而以前所扒行的安裝耦合地線、增強線路絕緣水平的防雷措施，受到一定的條件限制而無法得到有效實施，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提高線路絕緣，對防止雷擊葆面反擊過電壓效果較好，但對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)線對地安全距離的限制，因此線路絕緣的增強也是有限的。但其受桿塔強度、對地安全距離、交叉跨越及線路下方的交通運輸?shù)纫蛩氐挠绊?，?此架設(shè)耦合地線對于舊線路不易實施。 1． 3 項目目標 通過進行安裝線路避雷器、降低桿勞動保護用品接地電阻、按裝可控放電避雷針三種措施的綜合運用，有效降低線路跳閘率。 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(guān)：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） 高壓送電線路繞擊成因分析 根據(jù)高壓送電線路的運行經(jīng)驗、現(xiàn)場實測和模擬試驗均證明，雷電繞擊率與避雷線對邊導(dǎo)線的保護角、桿塔高度以及高壓送電線路經(jīng)過的地形、地輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第 15 頁 共 33 頁 黑龍江 綏化 貌和地質(zhì)條件有關(guān)。山區(qū)設(shè)計送是線路時不可避免會出現(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 動相對強烈，使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓合成的電位差超過高壓送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，即 UjU50%時，導(dǎo)線桿塔之間就會發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。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。 加強高壓送電線路的絕緣水平。我們在設(shè)計高壓線路時充分比較各種絕緣子的性能，分析其特性，認為玻璃絕緣子有較好的耐電弧和不易老化的優(yōu)點，并且絕緣子本身具有自潔性能良好的零值自爆的特點。 2． 1 線路避雷器安裝 運用高壓送電線路避雷器。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。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)運行電壓，不必考慮長期運行電壓下的老化問題，且本體部分的故障不會對線路的正常運行造成隱患。 雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高，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。即 UtU1U50,如果考慮線路工頻電壓幅值 Um 的影響，則為 UtU1+UmU50。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(guān)，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。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。因為避雷器的分流遠遠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行防雷的明顯特點。線路工區(qū)結(jié)合巡視工作。說明避雷器對防止雷擊跳閘起到了一定的作用。 桿塔接地網(wǎng)改造 降低桿塔的接地電阻。 由于我局部分線路是七八時年代投運的老線路，桿塔接地網(wǎng)在建設(shè)時使用的材料質(zhì)量差、截面小和埋設(shè)深度不夠等原因，接地電阻值長期以來偏大，特別是經(jīng)歷了多年的運行，大部分接地體銹蝕嚴重，降低了線路的耐雷水平。為確保改造工作方便實施，對不同的桿塔形式我們采用Q12 的園鋼進行了接地網(wǎng)統(tǒng)一設(shè)計、統(tǒng)一加工，并熱鍍鋅，避免了高山大嶺輸電線路的防雷設(shè)計 東北 電力 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文