35kV黄潭线防雷分析

【摘 要】雷击是造成输电线路跳闸的主要原因。35kv黄潭线先后应用了架设架空地线、安装线路避雷器、安装避雷针、铺设地网等传统防雷措施，效果仍然不够理想。本文介绍35kV黄潭线随后安装的新型的防绕击避雷针和铜球型可调过电压保护装置，并结合线路运行状况进行了分析和探讨。

【关键词】输电线路；跳闸；防雷

引言

架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于其分布范围广，极易遭受雷击。从国内外目前运行情况看 ，雷击仍然是造成输电线路事故的主要原因。在我国高压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的线路跳闸事故约占 40%～70%，尤其在雷电活动强烈、土壤电阻率高、地形复杂的地区 ，雷击输电线路而引起的事故率更高。我国不同地域间因纬度、气候条件和地形地貌及管理水平的不同 ，线路的雷击跳闸率也有较大的差异。一般来说，丘陵和山区线路的雷击跳闸率高于平原地区。

广宁县位于广东省西部地区，每年雷电日数多大80以上，严重影响输电线路的可靠运行。其中，35kV线路每年雷击跳闸50次以上，占线路非正常中断的80%以上。针对这一难题，肇庆供电局采取了多种措施，对一些重要线路进行了防雷改造。

1 简介

35kV黄潭线投产于2004年，全长约14km，共45基杆塔。35kV黄潭线因涉及一个镇的供电，为广宁县电网的重要保供电线路。截止到2013年底，35kV黄潭线的防雷设施包括架空地线、线路避雷器、避雷针、地网、铜球型可调过电压保护装置等，具体情况如下：

（1）架空地线：4.5km，占线路全长的32%。

（2）线路避雷器：全线共安装有线路避雷器14组。2006年，安装了YH5CX1-42/120型避雷器3组，由大连法伏安电器有限公司生产。2008年，安装了YH5CX-42/120型避雷器2组，由广州华盛避雷器实业有限公司生产。2010年安装了HY10CX-51/134型避雷器9组，由辽宁抚顺电瓷制造有限公司生产。

（3）避雷针：2008年安装了吸收式避雷针（XHGX-35）6支，由成都星河科技产业有限公司生产。2011年安装了FRC-1型防绕击侧向避雷针30支，由广州中光电子科技有限公司生产。

（4）地网：全线共45杆塔都已有地网。2011年，对30基杆塔进行了地网改造，包括将原有地网进行了环状连接、加装接地极和接地模块，整体降低了杆塔的地网电阻。

（5）铜球型可调过电压保护装置：2011年安装了PKJ-35型铜球型可调过电压保护装置（如图1所示）90套，由广州中光电子科技有限公司生产。

2 防绕击侧向避雷针

FRC-1型防绕击侧向避雷针主要由雷针尖、均压球、支撑杆和定位孔组成。

防绕击侧向避雷针安装于杆塔的横担两端，引雷针尖水平指向输电线路的外侧，通过延伸了横担的有效长度，使得杆塔的横担一定程度上担负起避雷线的角色，从而降低输电线路的雷电绕击跳闸率；在侧向避雷针上还设有均压球，均压球的均压散流性能好，经过均压球的分散，绕击的雷电直接经由接地线导入大地，可以有效防止二次放电损害输电线路以及杆塔，更加安全可靠；侧向避雷针的横向悬空伸出部分 L的长度为1.2m～2.4m，可优选为1.8m，可有效防止输电线路的雷电绕击。侧向避雷针上设有用于固定到横担上的安装翼，安装翼设置错落的安装孔，而且安装孔是长条形的孔状，可以轻松调整侧向避雷针悬空部分的长度，适用不同规格的输电线路。

3 铜球型可调过电压保护装置

铜球型可调过电压保护装置由上下固定金具、导线球形电极、接地球形电极和可调固定支架构成，上固定金具固定于导线上并支承接线球形电极，接线球形电极通过固定线夹与导线连接，下接地球形电极通过可调固定支架支承于线路横担上并保持接地，上、下间隙之间的间隙大小可通过下间隙的调整螺丝进行调整，使其间隙的放电电压永远保持略低于绝缘子的雷电击穿电压，使绝缘子和线路得到有效保护。由间击穿后属于空气击穿，易受电弧电动力和风的作用可促使电弧熄灭，有利于线路单相接地电弧的熄灭，促使电网单相接地故障的消弧。如为两相击穿，则由于线路跳闸后空气间隙的绝缘强度的快速恢复，可有利于线路重合闸重合成功。

4 运行数据分析

防绕击避雷针和铜球型可调过电压保护装置，由于都难以直接反应出防雷效果，只能通过线路雷击跳闸情况和雷电定位系统查询结果来间接反映。同时，为尽量避免原有防雷措施对新设备的运行效果的影响，2011年，防绕击避雷针和铜球型可调过电压保护装置都被安装在无线路避雷器和避雷针的杆塔上。

35kV黄潭线沿线1km范围的雷电定位系统查询结果为：2012年上半年的雷电次数为237次，平均雷电流绝对值为18.53A，雷电平均距离为584.76m；2013年上半年的雷电次数为299次，平均雷电流绝对值为21.73A，雷电平均距离为571.74m。

2011年，35kV黄潭线雷击跳闸17次，其中上半年11次；2012年，35kV黄潭线雷击跳闸11次，其中上半年8次；2013年上半年，35kV黄潭线雷击跳闸2次。

根据雷电定位数据和线路跳闸数据，可以发现：在雷电次数增加、平均雷电流绝对值变大和平均雷电距离变小的情况下，35kV黄潭线的雷击跳闸率反而大幅度降低。数据说明线路的耐雷水平有很大提高，尤其是防绕击避雷针和铜球型可调过电压保护装置的应用，所起到的防雷效果较为明显。

当然，该分析结果也存在一定局限性，因为统计时间较短，不少相关数据可能存在偶然性。

5 结束语

从目前运行情况看 ，在国内外雷击仍然是输电线路的主要危害。传统防雷措施仍然需要不断改进，新的防雷措施值得去探索，从而实现输电线路的安全可靠运行。通过收集、整理和分析35kV黄潭线的运行数据，相信本文所提到的防绕击避雷针和铜球型可调过电压保护装置仍有很大改进空间。

参考文献：

[1]国家电网公司.110（66） kV～500kV架空输电线路管理规范[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] R E Koch，J A Timoshenko， J G Anderson， et al Design of zinc oxide transmission line arresters for application on 138kV towers[J ]. IEEE Trans on Power Apparatus and Systems，1985（10）.