66kV输电线路综合防雷技术研究

2011-08-15代金

科技传播 2011年20期

代金

辽河油田电力集团公司送电工区，辽宁盘锦 124010

结构复杂距离较长的66kV输电线路贯穿于平原、丘陵、山区等特殊地带，受当地气象条件以及周围运行地理地貌等条件的影响，其很容易遭受雷击破坏。雷击是架空输配电线路故障中最为常见的非人为因素引起的故障，据一些文献统计资料表明，我国雷击导致线路发生跳闸故障或停电事故等故障率大约在27.5%左右另外两大因素为外力破坏和认为误操作的首要因素，其雷击故障大约占非人为因素线路故障的40%以上，也就是说每年架空输电线路由于雷击导致的故障率非常高，同时其带来的经济损失也非常大。

1 66kV输电线路雷击破坏性能分析

在日常运行维护过程中发现，雷击是造成66kV架空输电线路发生跳闸停电事故的主要因素，同时雷电击中架空线路后会沿输电线路传播侵入进配电网系统变电所中，危害变电站内部电气一次设备或控制保护二次设备的安全正常运行。从而输电线路实际运行维护经验来看，感应雷过电压通常不会对66kV输电线路带来安全运行威胁。雷击过程中产生的雷电流会在很短时间内流过雷击点处的物理阻抗，从而使雷击点对地电位瞬间升高很大，此时若雷击点与输电导线间的电位差值超过输电线路运行安全绝缘裕度时，其冲击放电电压就会对输电导线发生闪络，即工程中常说的反击现象；当雷电绕过66kV输电线路避雷线而直接击中输电导线时，就会引起输电线路发生雷击过电压，此类雷击现象工程中常称为绕击。但从实际运行维护经验来看，66kV输电线路发生绕击的概率要远远小于直击。

当输电线路发生雷击故障后，会使线路发生短路接地故障，同时在雷击过电压瞬时作用下，会使导线对地、避雷线或者杆塔等构建物发生过电压闪络，输电线路工频电压会沿此闪络通道继续放电，进而演变发展为工频电弧接地故障。此时输电线路相关继电保护装置会自动采集到雷电事故信号，操作线路断路器进行跳闸保护，从而影响输电线路的安全稳定的正常输送电能资源。

2 66kV输电线路综合防雷技术措施

在构筑66kV输电线路综合防雷技术方案时，不仅要全面考虑输电线路在电网系统中的重要程度以及电网系统的调度运行模式，同时还要充分分析线路建设去得雷电活动强弱、地形地貌、以及杆塔基址处的土壤电阻率高低等特征条件，并借鉴已成功投运多年的相关线路工程的防雷措施，从技术经济等方面构筑科学合理、高效经济的输电线路综合防雷方案。

2.1 架设避雷线

通常来说，架空输电线路的电压愈高，其采用避雷线所能取得的防雷效果愈好，同时避雷线在输电线路总投资造价中所占的比重也相应越低（对于66kV架空输电线路而言，避雷线总透着成本一般不超过输电线路总造价的10%）。按照架空输电线路防雷接地相关技术规范可知，对于66kV架空输电线路通常应全线架设避雷线，以提高整体输电线路综合防雷性能水平。为了提高避雷线对架空输电导线雷击屏蔽效果，确保雷电不会绕过避雷线而直接击中输电导线发生绕击事故，应该在设计过程中避雷线对输电线路边导线的保护角应尽量做小一些，按照实际经验可知，保护角一般选用20°～30°范围内其保护效果较好，可以有效降低输电线路绕击率。

2.2 降低输电线路铁塔接地电阻

避雷线与杆塔脚电阻相配合可以有效提高输电线路防雷特性，即在雷击输电线路时能够起到大幅度降低雷击过电压的作用，故而采用避雷线与杆塔脚电阻相配合的防雷方案对于66kV输电线路而言，可以起到非常有效的防雷保护作用。按输电线路防雷保护相关规程技术要求，有避雷线的66kV架空输电线路，当其土壤电阻率在2000Ω·m时，其每基铁塔塔脚工频接地电阻值在雷季（以平均雷暴日数大于40次的地区来看），其值应不超过30。也就是在日常运行过程中要经常测试线路杆塔接地电阻值，当发现接地电阻值超过规定允许范围时，应采取敷设降阻剂、爆破压入低电阻率材料、多分支外引接地极、伸长水平接地体等将阻方式降低输电线路铁塔接地电阻，有效提高输电线路综合防雷性能水平。

2.3 架设耦合地线

当采取常用降阻措施不能将线路铁塔接地电阻降低到允许范围内时，可以采取架设耦合地线的降阻措施。架设耦合地线实际上就是在输电导线下方（或通过计算需要保护的范围附近）再增设一条防雷接地线，从而提高输电线路的综合防雷性能。架设耦合地线后，可以加强输电线路避雷线与架空导线间防雷耦合性能，从而减少绝缘子串两端雷击过电压的反击电压和感应电压分量对线路正常运行的影响。架设耦合地线后可以为雷击线路铁塔塔顶，向相邻铁塔分流提供雷电流泄流通道。从大量运行经验表明，66kV输电线路采取架设耦合地线后，其对减小线路雷击跳闸率有明显的效果，尤其对偏远山区的架空输电线路的防雷其效果更为明显。

2.4 装设自动重合闸装置

装设自动重合闸装置是我国66kV及以上高压输电线路广泛采用的提高线路防雷水平的一种技术措施。在安装了自动重合闸装置后，66kV及以上高压输电线路雷击自动重合闸成功率可以达75%～95%。因此，高压输电线路加装线路自动重合闸装置后可以有效提高线路供电可靠性。但当线路出现雷击瞬时故障后，虽然线路重合闸成功，但还是要对线路瞬时故障加强巡查，并分析和判断雷击原因，全面清查出线路中可能存在的安全隐患，有效提高输电线路综合运行可靠性。