输电线路塔头不平衡绝缘分析

邢明

【摘 要】由于不平衡绝缘的选用不当，输电线路塔会因为这种现象的发生而引发跳闸和受雷击的事故，为了降低这种事故的发生，本文针对同塔双回架空输电线路的不平衡绝缘问题作出了分析，以及结合理论、经验提出解决这种现象的一些建议。

【关键词】输电线路塔；不平衡绝缘；分析；相关建议

随着我国经济的高速发展，人口密度越来越大，可以用土地资源严重缺乏，因此很多输电塔采用多回或是双回的共塔架设结构，而在这样的架构中，很多输电线路的的电源来自于同一个变电站，而输电线路的密布区一般在城市中，因此在输电塔中的不平衡绝缘选用不当，会导致事故的发生。

1.选用不平衡绝缘度的计算

输电塔的不平衡绝缘度的计算，其目的是为了最大避免输电线路遭到雷击，有效提高输电塔的避雷能力。因此，在不平衡绝缘度计算的过程中，要从接地电阻方面上进行考虑，考虑瞬间工频电压影响的两回线路的绝缘水平差大于不同回路不同相绝缘子上的最大雷电压差的情况，在向城市供电的线路上尤其要加强绝缘措施。如果只有一回线路遭受到雷击，那么应及时采取措施保护另一回线路，及时避免跳闸现象的发生产生供电中断。在采用措施的时候，要考虑到耦合系数与绝缘水平差高于最大雷电压差的情况，有效保证输电线路的正常工作。

2.不平衡绝缘的作用

不平衡绝缘的作用有多种，大致可以分为两个方面：第一是增强提高输电的防雷水平和防污水平，起到保护线路的作用。由于水污或是其他自然污物也会影响到线路的输电能力，因此不平衡绝缘要具备防雷和防污的双重作用，防雷防污的具体操作是在双回线路或多回线路上加入绝缘子，通过加入绝缘子的方式降低线路跳闸的概率，同时在降低跳闸概率是也可以增大爬电比距，而且加入绝缘子的方式是一种比较稳妥的措施，为线路的输电保障上起到了良好的作用；第二，降低双回或是多回线路同时跳闸现象，线路同时跳闸的情况对电力输送工作产生很大影响，因此不平衡绝缘可以有效降低这种现象的发生；据相关资料表明：110KV线路杆塔它的接地电阻通常在二十欧姆以下，因此它的呼高高度每增加三米，遭受的雷击引发的跳闸率就会随之增加一次；由此我们可见，输电线路的高度增大会引发雷击跳闸率的增大，由于双回线路比单回线路排列线路高，因此双回线路塔比单回线路塔遭受雷击的概率更大，所以双回线路或是多回线路更容易遭受雷击，故因对之加大避雷措施力度。针对双回线路这种情况，我们可以在双回线路的一条线路中加入两片绝缘子，另一条线路则保持不变，通过这样的方式，雷击在杆塔时，没有加入绝缘子的线路由于抗雷击能力弱，会先出现线路闪络的情况，闪络现象发生后的线路又相当于变成了地线，从而增强了加入绝缘子线路中的耦合作用。这样的方式运用，不仅提高了双回线路的抗雷击能力，也有效避免了跳闸情况的发生，从而保证供电工作的正常运转。

3.不平衡绝缘的配置

通过上面的分析我们可以知道，竖塔的高度越高，遭受雷击率越高，当雷电击中在避雷的线路上时，雷电所产生的巨大电流会在塔的横向和竖向中引发电压降的出现，再者，雷电反射波对雷电过电压的升高抑制作用会随之减弱，由于输电塔中的绝缘子分布并不是很均匀，上下层的导线绝缘子之间会存在过电压相差较大的情况。而且由于导线接地电阻的不同，也会使绝缘子电压差发生变化，接地导线的电阻或者地表的绝缘度越大，那么导线泄放出来的雷电电流量会随之减弱，再加之由于雷电的反射波会对线路电压起到抑制作用会相对减小，故而输电线路上不同位置的绝缘子电压差距也会缩短。

输电线路塔的高度，我们不仅要考虑到不同位置的部署，也要考虑到线路中绝缘子串在受到雷击的时候，雷电电压在不同线路位置上电压大小不同问题，故此应在不同高度、不同位置上的线路，要采用不同的绝缘配置，在双回电路的上层位置，可以使用平衡高绝缘的配置防止其受到雷击电压过高而产生损坏的问题，可以使用31片的绝缘子来防御雷击。在下层的双回线路中，可以通过实际情况的计算，按照计算所得的数据去布置绝缘子片数。计算的同时我们可以参考相关文献，比如《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》；上面描述了对绝缘子片数的布置情况，针对500KV线路，最低限制为25片绝缘子部署，这25片绝缘子的部署是根据文献中的相交法计算而出，其闪络电压大致在1700KV左右；一般规格下的500KV、25绝缘子部署线路中，它的接地电阻大致在7到15欧姆左右，如果接地电阻在这个范围的最高值，其线路中有四处绝缘子串承受雷击电压达到1808KV左右，而26绝缘子部署的线路中，它的闪络电压大致也在1800KV左右，从而可以看出增大导线接地电阻，也能起到和增加绝缘子部署一样的承受电压作用。

因此，绝缘子片数的增加，就增加了抗雷击的能力，也可以达到相对地降低输电塔高度的目的，但是超过计算地盲目增加绝缘子片数，也无法达到提升抗击雷电水平的效果，故而要全方面考虑、精确计算，在保证输电线路的耐雷水平的前提下，尽可能减少绝缘子的多余的片数，从而达到节省线路成本的目的，也为供电工作的进行提供了保障。

4.绝缘子的选择

针对不同地域情况，要选用不同类型的绝缘子，就目前我国的输电线路绝缘子方面的选择而言，大致分为三类：棒式复合绝缘子、钢化玻璃盘式绝缘子以及瓷质盘式绝缘子。当然，除了这三大类的绝缘子，也存在有其他复合材料组成的绝缘子，比如棒式瓷绝缘子，这种绝缘子具有电气难以击穿、抗污性能高、使用塔上高部位置等特点，但是这种绝缘子在我国的研制晚，处于试验状态，为了保证供电的安全和正常，尚未被广泛运用。

针对不同地地域的环境污染情况，可以采用针对性的绝缘子应用，对于轻度被污染的区域可以采用双伞型悬式绝缘子，针对中等被污染的区域采用三伞型悬式绝缘子，重度污染区可用复合绝缘子，通过绝缘子合理运用达到更好的耐雷防污的效果。

5.结语

输电线路塔是电力系统的重要组成部分，是保持整个城市电力正常运转的基本建设，然而输电线路塔暴露在外部环境中，会受到大气污染、降雨腐蚀、雷击等问题导致自身可能无法正常运转。特别是架空输电线路，会经高山、丘陵等地段，不仅遭受雷击的概率偏大，而且维修人员也无法及时迅速地奔赴现场维修。因此在输电线路的结构部署中，我们应认真考究自然中各种因素对其的影响，针对耐雷的功能上仔细研究，通过对绝缘子的有效合理运用，加大输电线路的抗雷防污能力，把自然因素对输电线路的影响减小到最低。而且在绝缘子的应用上不仅要时刻注意优化配置，及时提升功能效应，也要在其技术研究上进一步加大力度，进一步增加了线路塔的防雷能力，也为我国的电力输送工作发展作出贡献。

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