输电线路防雷害事故保护措施研究

摘要：本文通过对某110kV输电线路的调研和对雷害事故特征进行总结的基础上，分析了以运行输电线路的防雷措施，并结合现场，提出了该运行输电线路差异性防雷的措施。这些措施可以有力保证在防雷方面，提高供电可靠性。

关键词：输电线路 防雷措施

Abstract: this article through to a 110 kV power transmission lines and the research of ray against accident characteristics on the basis of summary, and analyzes the operation of the transmission line the lightning protection, and combining with the, and puts forward the difference of the transmission line operation lightning protection measures. These measures can be a powerful guarantee in lightning protection, improve the power supply reliability.

Keywords: transmission lines lightning protection measures

中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：

一、概述

该线路地处某地区，线路大部分位于山区，该地区的平均雷暴日达70日，雷电活动频繁，因雷击引起的线路跳闸率较高，严重影响了线路的供电可靠性，因而急需对其进行防雷改造。

二、降低杆塔的接地电阻

降低杆塔冲击接地电阻是通过降低杆塔的工频接地电阻，进而提高输电线路反击耐雷水平的一种输电线路防雷技术。架空输电线路杆塔接地对电力系统的安全稳定运行至关重要，降低杆塔接地电阻是提高输电线路耐雷水平，减少输电线路雷击跳闸率最主要的措施之一。降低杆塔接地电阻可以明显提高输电线路的耐雷水平，防止反击发生。降低杆塔的接地电阻是所有措施中最基本最有效的方式。在我国规程规定杆塔的工频接地电阻一般为10Ω--300Ω，根据土壤电阻率的大小，有不同的取值范围。

三、在易击段架设耦合地线

架设耦合地线是在雷害事故多发区，线路的易击段，在导线下方增加一条接地线，以提高线路的反击耐雷水平，降低雷击跳闸率的防雷技术。对于已运行的雷击故障频发的线路段，可以采用架设耦合地线的措施进行防护。根据架设的位置不同架设耦合地线技术分为两类：把直接架设在线路导线下方的称为直挂式耦合地线；把平行架设在线路两侧(或一侧)的称为侧面耦合地线。架设在线路两侧的耦合地线即侧面耦合地线，位于导线两侧，有效地增加了地线的屏蔽作用，对线路绕击的防护也具有有较好的效果。

耦合地线也是一种有效的防绕击措施，因为：

(1)它具有分流作用和增大导、地线之间的耦合系数，减少了等值波阻抗，使绝缘子上的电压减小，从而提高耐雷水平。

(2)增加雷击杆塔雷电流的分流作用，使塔顶电位降低。

(3)能提高杆塔与导线处的“地’’电位，使杆塔有效高度相应减小(因导线所处大气电场等电位面相应降低)，从而在雷击塔顶时导线上感应电压分量减小，相当于杆塔本身电感量减少，有利于提高耐雷水平，降低跳闸率。运行经验表明，安装耦合地线是降低线路雷击跳闸率的重要措施之一。

四、在易击段增加绝缘子，加强绝缘水平

加强绝缘可以减少雷害事故的发生。在中华人民共和国电力行业标准DL／T620．1997的《交流电气装置的过电压保护与绝缘配合》中指出：在海拔不超过1000m的地区，110kV输电线路的悬垂绝缘子串的绝缘子个数应该不少于7个，最好选8片，对于新建线路最好应该增加1片。对于大跨越档距全高超过40m的杆塔，每增高10m，应该增加1个绝缘子。绝缘子型式一般采用XP型玻璃绝缘子。

该110kV输电线路大部分的绝缘配合均采用有机玻璃绝缘子，在该区把原来的瓷绝缘子换成玻璃绝缘子后，线路绝缘水平有所提高，闪络事故得到了改善，因为玻璃绝缘子失效表现为零值自破，玻璃绝缘子的失效检出率比复合绝缘子和瓷绝缘子的高很多，从而大大降低了绝缘子的维护检测工作。但线路易击点的杆塔绝缘配置还需进一步加强，建议增加现有线路易击杆塔的绝缘子片数，增加线路电气绝缘强度，以提高耐雷水平。

五、在易击点安装线路避雷器

在输电线路易击点安装线路避雷器是通过在线路易击点上安装线路避雷器，目的是将线路绝缘子串与线路避雷器并联，以提高避雷器安装处线路的反击和绕击的耐雷水平，有效保护绝缘子不发生闪络事故，从而降低雷击跳闸率。

安装线路避雷器的目的是提高线路的耐雷水平，因此，必须达到以下两个目的：a，被保护线段内杆塔遭受雷击时，保证被保护线段内的绝缘子不发生闪络；b，被保护线段外杆塔遭受雷击时，保证被保护线段内的绝缘子不发生闪络。线路避雷器的防雷水平原理为：线路避雷器可以提高绝缘子的耐雷水平。将线路避雷器与绝缘子串并联安装，当雷击线路发生绕击或者反击时，或者雷击杆塔在绝缘子串两端产生的雷电过电压超过避雷器动作电压时，这时避雷器发生动作，利用氧化锌片的非线性伏安特性，限制避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压；雷电流经过避雷器的泄放后，流过避雷器的工频续流仅为毫安级，工频电弧在第一次过零时熄灭，线路两端断路器不会跳闸，系统恢复到正常状态。装设线路避雷器后，线路能够耐受的雷电流超过安装前线路的耐雷水平，从而提高了线路的绕击和反击耐雷水平。

安装线路避雷器必须考虑经济性能，尽量减少安装避雷器数量又达到防雷的目的。因此，它与线路的绝缘水平综合考虑，选择在输电线路易击段或者易击点上安装线路避雷器。若线路遭受雷击，高幅值的电压波在线路避雷器先放电，保护绝缘子不发生闪络。应该选择在多雷区，杆塔是易击杆塔，并且周围无其他屏蔽建筑物的杆塔为宜。这样既可以提高线路的耐雷水平又减少绕击跳闸率，达到综合防雷的效果。

金属氧化物避雷器MOA保护特性好、通流容量大、动作反应快，用于无架空避雷线的110 kV线路，效果良好。在输电线路的终极杆塔上安装线路免维护避雷器，对配电线路进行保护，能有效的减少配电线路的雷害过电压造成的线路故障。但是避雷器的防雷保护范围较小。110 kV线路型避雷器提高线路耐雷水平有影响，保护范围约200 m，故在易击点或者易击段处杆塔分别加装间隙性线路避雷器。

在避雷器的选型上应选用保护性能好的氧化锌避雷器，逐步淘汰碳化硅避雷器，为了保证避雷器适应中压电网的内过电压状况，不在内过电压下动作损坏，可适当提高氧化物避雷器的额定电压和荷电率。具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器。

在安装避雷器对线路进行保护的同时，应该注意的是避雷器的接地问题：要防止避雷器的接地电阻超标问题。避雷器的接地电阻不应大于10Ω。

六、易击段采用并联间隙技术

输电线路并联间隙技术是利用在绝缘子串两端并联一对金属电极构成间隙，使雷击线路时闪络发生在该间隙处，从而保护绝缘子串免受电弧灼烧的一种输电线路防雷技术。在架空输电线路上，安装线路防雷的可调式保护间隙，保护间隙具有手动调制功能，根据输电电线路安装的绝缘子类型，并联间隙装置分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置和复合绝缘子用并联间隙装置。保护间隙制作为两个球头间隙，这样可以避免了输电线路使用其他形状的间隙而出现的电晕损耗。球型间隙放电时，电弧会沿羊角迅速向上移动而被拉长，因而容易自行灭弧，间隙不会严重烧伤。

七、避雷线采用“0"保护角

对于llOkV输电线路，在防止绕击雷方面，避雷线保护角越小则防绕击效果也越好。本线路已全线架设双避雷线，只是在某些线路段，保护角超过了国家标准，有些保护角达到了近50℃，其防雷性能保护效果不佳。但是对于已投运的线路改变避雷线的保护角的工程是非常大的，我们对于已投运的线路，一般不采用改变线路避雷线保护角的方法，而是采用以上其他的办法来弥补不足，比如加设侧向避雷针等方法。

八、结语

要解决山区输电线路的防雷问题，必须采取综合防雷措施。首先要确定输电线路的易击点和易击段以及发生绝缘子闪络多的区段。其次根据雷击选择性的影响因素，区分输电线雷击故障的类型，属于绕击还是直击。在根据故障特征，采取有针对性地综合防雷措施，才能达到减少雷害事故和降低输电线路雷击跳闸的目的。通过防雷整改措施的改造，降低电网输电线路雷击跳闸率，保证输电线路的安全、稳定运行，确保供电的可靠性。

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