線路避雷器線路防雷分析論文
線路避雷器線路防雷分析論文
摘要：為了減少雷擊對輸電線路的傷害，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。鑑此，介紹了線路避雷器防雷的基本原理和安裝前的準備工作。並對近年來肇慶四會供電分公司部分已掛網執行的避雷器進行了跟蹤分析，原多雷擊杆塔自從加裝了線路帶串聯間隙避雷器後，迄今杆塔未發生雷擊跳閘。
關鍵詞：線路避雷器；輸電線路；杆塔；雷擊
為了減少雷擊對輸電線路安全執行的影響，通常採取多種防雷措施，主要有：降低杆塔接地電阻；架設避雷線；提高線路絕緣水平；加裝耦合地線；等等。但在防止繞擊雷對線路造成影響及高土壤電阻率的線路杆塔防雷問題上，仍不能找到有效的解決方法。為此，迫切需要採取一些新的技術措施來提高線路杆塔的耐雷水平，以減少雷擊跳閘率。
隨著合成絕緣材料在防雷技術上的應用和發展，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。廣東省廣電集團有限公司肇慶四會供電分公司於1999年開始對幾條跳閘率較高的35kV及110kV輸電線路安裝了線路避雷器。經過了幾年的執行，取得了滿意的效果。
1、線路避雷器防雷的基本原理
對一般高度的杆塔，線路的耐雷水平主要與4個因素有關：線路絕緣子的50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；杆塔的接地電阻。絕緣子的50%放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和氣候條件相關，不裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是採用架空地線、降低杆塔的接地電阻。在山區，降低接地電阻是非常困難的`，又容易發生繞擊，這也是為什麼山區輸電線路雷擊跳閘率高的原因。
線路避雷器與線路絕緣子並聯。當雷擊時避雷器動作，避雷器的殘壓低於絕緣子串的50%放電電壓，即使雷擊電流增大，避雷器的殘壓僅稍有增加，絕緣子仍不致發生閃絡。雷電流過後，流過避雷器的工頻續流僅為毫安級，流過避雷器的工頻續流在第一次過零時熄滅，線路斷路器不會跳閘，系統恢復到正常狀態。圖1說明了線路避雷器的伏－秒特性與絕緣子的伏－秒特性的配合關係。繞擊時，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，可以低20%以上。
2、線路避雷器安裝之前的準備工作
線路避雷器主要是用於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間隙型，並且，安裝之前要做好準備工作。
2.1進行規定的電氣試驗
避雷器安裝投運前應進行規定的電氣試驗。測量其絕緣電阻、直流1mA下的電壓U1mA及電壓為75%U1mA下的洩漏電流，測量結果應與出廠資料比較無明顯變化，並應符合規程規定。表1為肇慶四會供電分公司部分線路避雷器的出廠試驗和交接驗收試驗結果。安裝過程中要按要求安裝好串聯間隙，安裝投運後要檢查並記錄計數器的動作情況，以便日後能夠對其他線路作分析比較。
2.2安裝線路避雷器的定點原則
a)線路的執行經驗。對線路投運至今的執行情況進行分析，確定易遭雷擊的杆塔，分析確定是繞擊還是反擊。
b)線路途經的地形、地貌以及鄰近影響。現場勘察線路經過的地段，特別對經過魚塘、河流及山地等地段的線路要重點分析，記錄有可能因地形、地貌條件而使線路杆塔遭受雷擊的地段，一般經過此路段的杆塔優先考慮。
c)杆塔的接地電阻和相鄰杆塔檔距。根據線路投產時設計杆塔的接地電阻要求及實際接地電阻值，確定不符合接地電阻設計要求的杆塔並進行改造，對於因地質條件限制而無法達到要求的優先考慮。
d)綜合以上因素分析，結合交通條件，確定線路避雷器安裝的最佳地點。
3、輸電線路使用線路避雷器的情況
肇慶四會供電分公司的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年投入執行。該線路26號、29號塔分別於1998年、1999年遭受雷擊，26號塔L2和L3相絕緣子擊碎，29號塔L1相絕緣子擊碎。對此，我們對該線路資料進行分析、統計，到受雷擊的杆塔進行了現場勘察，並測量了杆塔的接地電阻。在現場勘察中，我們發現26號、29號塔的接地電阻在13Ω以上，附近的27號、28號塔位於河流兩岸，標稱高度比26號、29號塔高。經過分析，我們認為26號、29號塔遭受雷擊的原因是部分雷電流經避雷線至26號、29號塔或雷擊該塔後，由於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生閃絡。因此，我們確定在26號、29號塔各安裝一組線路避雷器。至今已執行近2年時間，期間該線路未發生雷擊故障，而從放電計數器的讀數表明，26號、29號塔避雷器發生了多次動作(見表2)。在同一地區，地形、氣候條件相同而未有安裝線路避雷器的110kV線路卻出現了雷擊故障。
35kV清白線全長8.8km，線路杆塔主要位於山地上，杆塔的接地電阻都在16Ω以上。在1997年7月30日，30號杆L2相絕緣子被雷擊碎；1999年8月2日，32號杆L1相絕緣子被雷擊碎。鑑於此情況，我們於2000年對該線路進行了現場勘察，並根據雷擊杆塔的接地電阻及其所在的自然環境，確定在該線路的31號、32號杆各加裝一組線路避雷器。執行至今已近3年，期間該線路未發生雷擊故障，而從放電計數器的讀數表明，31號、32號杆避雷器發生了多次動作(見表2)。
4、結束語
a)多雷擊杆塔加裝了線路帶串聯間隙避雷器後，杆塔未發生雷擊跳閘，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)雷電定位系統便於查詢故障點，其提供的雷電流資料對分析繞擊、反擊有很好的指導作用，建議進一步開展此項工作。
c)繼續對有雷擊故障的線路進行系統分析，有針對性地加裝線路避雷器，以提高杆塔的耐雷水平，提高線路的執行可靠性，同時不斷積累應用線路避雷器防雷工作方面的執行經驗。
參考文獻
［1］程學啟，楊春雷，鹹日常，等．線路避雷器在輸電線路防雷中的應用［J］．中國電力，1999,32(8):66—67.