線路避雷器線路防雷分析論文
摘要：為了減少雷擊對(duì)輸電線路的傷害，將線路避雷器安裝在輸電線路的易擊段，可以提高線路的耐雷水平。鑒此，介紹了線路避雷器防雷的基本原理和安裝前的準(zhǔn)備工作。并對(duì)近年來肇慶四會(huì)供電分公司部分已掛網(wǎng)運(yùn)行的避雷器進(jìn)行了跟蹤分析，原多雷擊桿塔自從加裝了線路帶串聯(lián)間隙避雷器后，迄今桿塔未發(fā)生雷擊跳閘。
關(guān)鍵詞：線路避雷器；輸電線路；桿塔；雷擊
為了減少雷擊對(duì)輸電線路安全運(yùn)行的影響，通常采取多種防雷措施，主要有：降低桿塔接地電阻；架設(shè)避雷線；提高線路絕緣水平；加裝耦合地線；等等。但在防止繞擊雷對(duì)線路造成影響及高土壤電阻率的線路桿塔防雷問題上，仍不能找到有效的解決方法。為此，迫切需要采取一些新的技術(shù)措施來提高線路桿塔的耐雷水平，以減少雷擊跳閘率。
隨著合成絕緣材料在防雷技術(shù)上的應(yīng)用和發(fā)展，許多國家如美國、日本等，將避雷器安裝在輸電線路的易擊段，以提高線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率。廣東省廣電集團(tuán)有限公司肇慶四會(huì)供電分公司于1999年開始對(duì)幾條跳閘率較高的35kV及110kV輸電線路安裝了線路避雷器。經(jīng)過了幾年的運(yùn)行，取得了滿意的效果。
1、線路避雷器防雷的基本原理
對(duì)一般高度的桿塔，線路的耐雷水平主要與4個(gè)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(qiáng)度；桿塔的接地電阻。絕緣子的50%放電電壓是一定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和氣候條件相關(guān)，不裝避雷器時(shí)，提高輸電線路耐雷水平往往是采用架空地線、降低桿塔的接地電阻。在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的`，又容易發(fā)生繞擊，這也是為什么山區(qū)輸電線路雷擊跳閘率高的原因。
線路避雷器與線路絕緣子并聯(lián)。當(dāng)雷擊時(shí)避雷器動(dòng)作，避雷器的殘壓低于絕緣子串的50%放電電壓，即使雷擊電流增大，避雷器的殘壓僅稍有增加，絕緣子仍不致發(fā)生閃絡(luò)。雷電流過后，流過避雷器的工頻續(xù)流僅為毫安級(jí)，流過避雷器的工頻續(xù)流在第一次過零時(shí)熄滅，線路斷路器不會(huì)跳閘，系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。圖1說明了線路避雷器的伏－秒特性與絕緣子的伏－秒特性的配合關(guān)系。繞擊時(shí)，避雷器的伏－秒特性要比絕緣子的伏－秒特性低15%以上，反擊時(shí)，可以低20%以上。
2、線路避雷器安裝之前的準(zhǔn)備工作
線路避雷器主要是用于降低送電線路的雷擊跳閘率，而非限制操作過電壓，因此線路避雷器宜使用帶串聯(lián)間隙型，并且，安裝之前要做好準(zhǔn)備工作。
2.1進(jìn)行規(guī)定的電氣試驗(yàn)
避雷器安裝投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的電氣試驗(yàn)。測(cè)量其絕緣電阻、直流1mA下的電壓U1mA及電壓為75%U1mA下的泄漏電流，測(cè)量結(jié)果應(yīng)與出廠數(shù)據(jù)比較無明顯變化，并應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定。表1為肇慶四會(huì)供電分公司部分線路避雷器的出廠試驗(yàn)和交接驗(yàn)收試驗(yàn)結(jié)果。安裝過程中要按要求安裝好串聯(lián)間隙，安裝投運(yùn)后要檢查并記錄計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況，以便日后能夠?qū)ζ渌�路作分析比較。
2.2安裝線路避雷器的定點(diǎn)原則
a)線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。對(duì)線路投運(yùn)至今的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，確定易遭雷擊的桿塔，分析確定是繞擊還是反擊。
b)線路途經(jīng)的地形、地貌以及鄰近影響。現(xiàn)場(chǎng)勘察線路經(jīng)過的地段，特別對(duì)經(jīng)過魚塘、河流及山地等地段的線路要重點(diǎn)分析，記錄有可能因地形、地貌條件而使線路桿塔遭受雷擊的地段，一般經(jīng)過此路段的桿塔優(yōu)先考慮。
c)桿塔的接地電阻和相鄰桿塔檔距。根據(jù)線路投產(chǎn)時(shí)設(shè)計(jì)桿塔的接地電阻要求及實(shí)際接地電阻值，確定不符合接地電阻設(shè)計(jì)要求的桿塔并進(jìn)行改造，對(duì)于因地質(zhì)條件限制而無法達(dá)到要求的優(yōu)先考慮。
d)綜合以上因素分析，結(jié)合交通條件，確定線路避雷器安裝的最佳地點(diǎn)。
3、輸電線路使用線路避雷器的情況
肇慶四會(huì)供電分公司的110kV、35kV輸電線路共16條，安裝了線路避雷器16組，共48只。
其中110kV四沙線全長12.13km，線路經(jīng)過的地形大部分是平地，其中有一段跨越河流。絕緣子為XP-7型，1992年投入運(yùn)行。該線路26號(hào)、29號(hào)塔分別于1998年、1999年遭受雷擊，26號(hào)塔L2和L3相絕緣子擊碎，29號(hào)塔L1相絕緣子擊碎。對(duì)此，我們對(duì)該線路數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)，到受雷擊的桿塔進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察，并測(cè)量了桿塔的接地電阻。在現(xiàn)場(chǎng)勘察中，我們發(fā)現(xiàn)26號(hào)、29號(hào)塔的接地電阻在13Ω以上，附近的27號(hào)、28號(hào)塔位于河流兩岸，標(biāo)稱高度比26號(hào)、29號(hào)塔高。經(jīng)過分析，我們認(rèn)為26號(hào)、29號(hào)塔遭受雷擊的原因是部分雷電流經(jīng)避雷線至26號(hào)、29號(hào)塔或雷擊該塔后，由于該塔的接地電阻較大，雷電流未能夠流入大地就使絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。因此，我們確定在26號(hào)、29號(hào)塔各安裝一組線路避雷器。至今已運(yùn)行近2年時(shí)間，期間該線路未發(fā)生雷擊故障，而從放電計(jì)數(shù)器的讀數(shù)表明，26號(hào)、29號(hào)塔避雷器發(fā)生了多次動(dòng)作(見表2)。在同一地區(qū)，地形、氣候條件相同而未有安裝線路避雷器的110kV線路卻出現(xiàn)了雷擊故障。
35kV清白線全長8.8km，線路桿塔主要位于山地上，桿塔的接地電阻都在16Ω以上。在1997年7月30日，30號(hào)桿L2相絕緣子被雷擊碎；1999年8月2日，32號(hào)桿L1相絕緣子被雷擊碎。鑒于此情況，我們于2000年對(duì)該線路進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察，并根據(jù)雷擊桿塔的接地電阻及其所在的自然環(huán)境，確定在該線路的31號(hào)、32號(hào)桿各加裝一組線路避雷器。運(yùn)行至今已近3年，期間該線路未發(fā)生雷擊故障，而從放電計(jì)數(shù)器的讀數(shù)表明，31號(hào)、32號(hào)桿避雷器發(fā)生了多次動(dòng)作(見表2)。
4、結(jié)束語
a)多雷擊桿塔加裝了線路帶串聯(lián)間隙避雷器后，桿塔未發(fā)生雷擊跳閘，線路的雷擊跳閘率降低了，防止雷擊線路取得了初步的效果。
b)雷電定位系統(tǒng)便于查找故障點(diǎn)，其提供的雷電流數(shù)據(jù)對(duì)分析繞擊、反擊有很好的指導(dǎo)作用，建議進(jìn)一步開展此項(xiàng)工作。
c)繼續(xù)對(duì)有雷擊故障的線路進(jìn)行系統(tǒng)分析，有針對(duì)性地加裝線路避雷器，以提高桿塔的耐雷水平，提高線路的運(yùn)行可靠性，同時(shí)不斷積累應(yīng)用線路避雷器防雷工作方面的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
［1］程學(xué)啟，楊春雷，咸日常，等．線路避雷器在輸電線路防雷中的應(yīng)用［J］．中國電力，1999,32(8):66—67.