110kV双回线路不平衡绝缘方式的差异程度分析计算

胡礼军

引言

对于同塔双回路，存在两个回路同时受雷击闪络的可能性，双回路同时跳闸将对系统产生较大的冲击，严重影响系统的可靠性，有效防止两个回路同时闪络很重要。根据国内外经验，调整两回路之间的绝缘水平，采取平衡高绝缘配置，对降低或避免因塔顶受雷击而引起的双回路同时跳闸事故是有效的措施；并根据《高电压技术》两回路绝缘水平的差异宜为倍相电压（峰值），差异过大将使线路投资增加。笔者根据以上理由及DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》相关规范，针对SZA32和SZ22塔型（占线路70%的直线塔）进行计算和比较，从而提出双回路绝缘配置的建议方案。

关键词：双回线路；绝缘；水平差异；

中图分类号：P619.27 文献标识码： A 文章编号：

一、计算条件及参数选取

为比较方便选用山区线路进行分析计算，导线选用LGJ-300/30，地线采用JLB1A-95，水平档距取450m。

SZA32-24直线塔地线采用了负保护角，SZ22-24直线塔地线采用常规的保护角，杆塔单线图详见图1-1和图1-2。

由于玻璃和合成材料的性质不同，为分析比较方便，在计算时两回路均采用玻璃绝缘子，其型号为LXHY-70。

以上具体相关参数见表1-1。

图1-1SZ22塔单线图图1-2SZA32塔单线图

表1-1线路防雷保护计算参数表

注：上表中有关参数摘自《电力工程高电压送电线路设计手册》（第二版）。

二、双回路不平衡绝缘水平差异程度初估

根据《高电压技术》两回路绝缘水平的差异宜为倍相电压（峰值）和DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范，雷电冲击u50%放电电压与绝缘子串放电距离的关系式，即u50%，u50%，对110kV线路则有下式成立：

则采用LHXP-70两线路绝缘子片数差额值：片。

可见两回线路均采用LHXP-70绝缘子时，一回按标准配置，另一回以增加2片为宜。

三、SZA32塔防雷保护参数计算

1、线路雷击次数（N）

导线平均高度

地线平均高度

线路雷击次数次/100km·年。

2、线路绕击率（）

3、雷击杆塔时的耐雷水平（I1）

有电晕下的耦合系数

杆塔电感

耐雷水平（7×LXHY-70）：

若Rsu=5Ω时，则I1=72.34kA。

耐雷水平（9×LXHY-70）：

若Rsu=5Ω时，则I1=91.04kA。

耐雷水平（10×LXHY-70）：

若Rsu=5Ω时，则I1=99.77kA。

4、雷电流超过I1的概率（P1）

使用7×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则P1=15.07%。

使用9×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则P1=9.22%。

使用10×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则P1=7.35%。

5、雷绕击导线时的耐雷水平（I2）

使用7×LXHY-70时：

使用9×LXHY-70时：

使用10×LXHY-70时：

6、雷电流超过I2的概率（P2）

使用7×LXHY-70时：

使用9×LXHY-70时：

使用10×LXHY-70时：

7、建弧率（η）

使用7×LXHY-70时：

绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度

使用9×LXHY-70时：

绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度

使用10×LXHY-70时：

绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度

8、跳闸率（n）

使用7×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则n=2.65。

使用9×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则n=1.3。

使用10×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则n=0.94。

四、SZ22塔防雷保护参数计算

1、线路雷击次数（N）

导线平均高度

地线平均高度

线路雷击次数次/100km·年。

2、线路绕击率（）

3、雷击杆塔时的耐雷水平（I1）

有电晕下的耦合系数

杆塔电感

耐雷水平（7×LXHY-70）：

若Rsu=5Ω时，则I1=74.42kA。

耐雷水平（9×LXHY-70）：

若Rsu=5Ω时，则I1=93.67kA。

4、雷电流超过I1的概率（P1）

使用7×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则P1=14.3%。

使用9×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则P1=8.63%。

5、雷绕击导线时的耐雷水平（I2）

使用7×LXHY-70时：

使用9×LXHY-70时：

6、雷电流超过I2的概率（P2）

使用7×LXHY-70时：

使用9×LXHY-70时：

7、建弧率（η）

使用7×LXHY-70时：

绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度

使用9×LXHY-70时：

绝缘子串的平均运行电压（有效值）梯度

8、跳闸率（n）

使用7×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则n=1.96。

使用9×LXHY-70时：

若Rsu=5Ω时，则n=0.98。

五、计算结果比较

根据以上计算，同种塔型的不同绝缘水平和不同塔型的防雷保护计算结果详见表1-2、表1-3及表1-4。

表1-2SZA32-24塔不平衡绝缘方式计算结果比较表

注：差异1表示9片绝缘子与7片绝缘子比较的差异百分比；差异2表示10片绝缘子与7片绝缘子比较的差异百分比；差异3表示10片绝缘子与9片绝缘子比较的差异百分比。

表1-3SZ22-24塔不平衡绝缘方式计算结果比较表

表1-4SZ22-24、SZA32-24塔计算结果比较表

六、结论

从表1-2和表1-3可看出，110kV双回路绝缘水平一回采用标准配置，另一回采用增加2片配置，高绝缘配置线路的雷击杆塔耐雷水平和雷绕击导线的耐雷水平均提高了26%；雷电流超过I1和I2的概率分别下降了28%和4%；建弧率和跳闸率分别下降20%和42%。

从表1-2中可知，10片与9片绝缘子相比，虽耐雷水平有所提高，但幅度不高，考虑到绝缘子串对杆塔的电气间隙距离和工程投资方面因素。笔者认为对110kV双回线路的绝缘水平差异程度宜为2片标准绝缘子，对220kV双回线路可参照同样方法进行计算确定。