随雷电 的扩大,锕 送电线路引起的跳 、付咀m敞玖数也H益增多,矧 地对送 U线踏供电【『_f稚忭的要 求越术越赢。l文 分忻 农网,3Sk\’架 线路 谢巾仃 的问题,j{=提Ⅲ 厂完薄送 叱线路的 衙攒挺.为 障找…{㈧叫j_J勺 设运 提供保障 农网35kV架空线路防雷技术的分析 文}韦朝华 35kV等级山区输电线路的防雷保护一直是困扰运行 工作的一个难题,一方面是由于线路的电压等级较低,设 计时的耐雷水平较低;另一方面,山区雷电活动强烈,土 壤电阻率高,地形复杂,接地电阻难以达到规范要求,历 年来雷击事故频繁,严重影响了线路的安全可靠供电。为 此,积极开展35kV线路雷害治理工作,是至关重要的。 一、县电网情况 平南供电公司辖区共30条35kV线路,线路长约 370km,约65%以上送电线路穿行于丘陵地带,地理环境 复杂,2007年送电线路雷击跳闸次数占所有跳闸次数的 66.7 0/o’2008年送电线路雷击跳闸次数占所有跳闸次数的 71_3%,特别是35kV大洲线、35kV ̄}l1平线,见下表 雷击跳闸次数占所有跳闸次数% 线路名称 2007笠 2008焦 35W大洲线 869% 87 4% 35kV洲平线 81 7% 84 2% 二、线路防雷问题分析 (一)客观存在的问题 由于大气雷电活动的随机性和复杂性,目前世界上对 送电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分,再加上送 电线路处于大自然环境中,遭受自然破坏可能性极大。此 外由于现在观测技术上的局限性,还无法准确测量和捕捉 到线路遭受的每一次雷击的技术参数。比如对送电线路 造成跳闸的主要原因是反击还是绕击等问题。这造成防雷 措施针对性不强。 (二)设计方面存在的问题 在2O世纪8O年代建造的220kV及以下线路设计时均 未提供土壤电阻率,接地电阻设计值随意性大。由于山区 大高差、太挡距。也普遍存在保护角偏大,避雷线对导线 屏蔽效果不良等问题。 (三)运行维护方面存在的问题 第一,因送电线路不断老化,原有送电线路接地电阻 普遍较高,在许多遭受雷害的送电线路杆塔中。普遍发现 接地电阻值偏高的现象。据分析,有的是历史因素造成 的,如高山土壤电阻率偏高;有的是设计参数不当,施工 不当;而有的是多年运行后逐渐升高的,如线路接地改造 不到位、未能有效降低现象等。 第二,线路杆塔接地也存在比较严重缺陷,送电线路 接地装置存在相当数量的不良缺陷,如:接地装置年久失 修、残缺不全、接地电阻逐年增加、降阻剂严重腐蚀接地 体,这些损坏的接地装置将导致耐雷水平严重下降,甚至 可使雷击跳闸率成倍上升。运行中许多事例充分说明接 地装置不良与雷击跳闸率升高有着直接的因果关系。 第三,接地改造质量控制不严,未达到预期效果,接 地装置改造是一项隐蔽性的工程,如果没有实施中间环 节的有效检查监督,而只作最后阶段的象征性验收,往往 要留下隐患,如偷工减料、投机取巧等影响线路耐雷水平 的不良手段就在所难免,因此不少接地装置改造并未收到 实际的效果。 三、防雷技术 安装线路避雷器,由于安装避雷器使得杆塔和导线电 位差超过避雷器的动作电压时,避雷器就加入分流,保证 绝缘子不发生闪络。我们在雷击跳闸较频繁的高压送电线 路上选择性安装避雷器。线路避雷器一般有两种:一种是 无间隙型。。避雷器与导线直接连接,它是电站型避雷器 的延续,具有吸收冲击能量可靠,无放电时延、串联间隙 在正常运行电压和操作电压下不动作,避雷器本体完全 处于不带电状态,排除电气老化1司题。串联间隙的下电极 与上电极(线路导线)呈垂直布置,放电特性稳定且分散 性小等优点.另一种是带串联间隙型,避雷器与导线通过 空气间隙来连接,只有在雷电流作用时才承受工频电压的 作用,具有可靠性高、运行寿命长等优点。一般常用的是 201 1 02 o中阂高赣挡术企业63 带串联间隙型,由于其间隙的隔离作用,避雷器本体部分 (装有电阻片的部分)基本上不承担系统运行电压,不必 考虑长期运行电压下的老化问题,且本体部分的故障不 会对线路的正常运行造成隐患。 具体工程中为了降低雷电引起跳闸事故,供电公司于 2009年1月份开始尝试在35kV大洲线、35kV洲平线易击杆 塔安装线路避雷器,经过运行实践,取得良好效果。 (一)工程防雷 第一,35kV大洲线。该线路2003年投运,导线型 号LGJ一95,导线长14.Ikm,共62基杆塔,#0卜#l3杆 (1.246km)、#55 ̄#62杆(1.469km)架设架空避雷线 GJ-35。地形情况:水田占29.3%、丘陵占45.4%、一般山 岭占25.3%。设计雷暴曰:100天;安装线路避雷器情况见 下表 一 。 l 接地电阻值 #01 丘陵 12 #20 丘陵 16 #29 丘陵 6 #35 山地 11 #44 山地 20 群5O 山地 14 拌51 山地 18 ’ #62 山地 15 第二,35kV洲平线。该线路2003年投运,导线型 号LGJ-95,导线长33km,共142基杆塔, #01~#10 ̄q: (1.648km)、#136 ̄#142杆(1.258km)架设架空避雷 ' 线GJ-35。地形情况:水田占29.3%、丘陵占25.4%、。一般 、 山岭占45.3%。设计雷暴日:100天;安装线路避雷器情况 见下表 譬l _ 曩i地髟 接地电阻值Q #001 山地 5.5 #044 山地 7 2 #132 山地 7 #141 山地 4 5 #142 山地 5 3 (二)其他防雷措施 第一,增加杆塔绝缘子串片数。增加杆塔绝缘子串的 片数,相当于提高绝缘子串的50%冲击放电电压,可以有 效提高杆塔绝缘子串的耐雷水平。但是,由于35kV线路 杆塔绝缘子串的耐雷水平偏低,增加杆塔绝缘子串片数 的防雷效果有限。 第二,降低杆塔接地电阻。降低杆塔接地电阻,提高 杆塔绝缘子串的耐雷水平,是目前最常用的防雷改造措 64 o中图高新技=鼢址2011 02 施。然而,仍然是由于35kV线路杆塔绝缘子串的耐雷水 平偏低,再加上土壤电阻率往往很高等恶劣的现场条件, 降低杆塔接地电阻的防雷效果也是有限的。高压送电线 路的接地电阻与耐雷水平成反比,根据各基杆塔的土壤 电阻率的情况,尽可能地降低杆塔的接地电阻,这是提高 高压送电线路耐雷水平的基础,是最经济、有效的手段。 第三,架设耦合地线。在降低杆塔的接地电阻有困难 时,可以采用架设耦合地线的措施,即在导线下方再架设 一条地线。它的作用是加强避雷线与导线间的耦合使线 路绝缘上的过电压降低,同时也增加了对雷电流的分流作 用。运行的经验表明,耦合地线对减少雷击跳闸率的效果 是显著的,可降 ̄N5o%左右。 第四,采用中性点非有效接地方式。电力系统采用中 性点不接地或经消弧线圈接地的方式,可以使由雷击引起 的大多数单相接地故障能够自动消除,不致于引起相问短 路和跳闸。而在二相或三相落雷时,由于先对地闪络的一 相相当于一条避雷线,增加了分流和对未闪络相的耦合作 用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高了线路的耐 雷水平。 四、结语 总之,为防止和减少雷害故障,设计中我们要全面考 虑高压送电线路经过地区雷电活动强弱程度、地形地貌 特点和土壤电阻率的高低等情况,还要结合原有高压送 电线路运行经验以及系统运行方式等,通过比较选取合理 的防雷设计,提高高压送电线路的耐雷水平。加强35kV 线路的防雷研究,特别是加大线路的隐患排除整改、对线 路加装避雷器、改造接地装置、确保线路健康水平、提高 设备可用率等方面人手。从2O09年、2010年35kV大洲线、 35kV洲平线运行情况雷击线路引起跳闸明显降低,安装 有避雷器的杆塔从未遭受过雷击,取得初步成效。本防雷 成功经验计划在今后对辖区内35kV线路线路起止杆塔、 易遭雷击杆塔推荐使用。0 参考文献 【1】许颖浅析避雷针(线)防直击雷作用 .防雷世界,2003,(12 l [2】马宏达避雷针保护范围的理论与实验叫.雷电防护与标准化, 2004。(2) [3]王名堂.我国输电线路防雷研究达国际领先水平Ⅱ1.广东输电与 变电技术,2008.(2) 【4】胡正斌,罗先明避雷器在山区输电线路防雷中的应用田.科技 资讯,2008,(29) f5 朱芸,王剑,潘劲东,刘亚新5]输电线路防雷性能评价和综合优化 的研究Ⅱ】.华北电力技术,2008,(2 l 作者简介:韦朝华,供职于广西电网公司平南供电公司。 (责任编辑:耿春芳)