220kV同塔多回架空线路防雷技术

杨瑞

(国网湖南省电力公司岳阳供电分公司,湖南岳阳 414000)

220kV同塔多回架空线路防雷技术

杨瑞

(国网湖南省电力公司岳阳供电分公司,湖南岳阳 414000)

本文通过对我国同塔多回架空线路影响防雷技术水平的因素进行分析,进而提出了220kV同塔多回架空线路的防雷手段:首先杆塔接地电阻在小于5Ω时,不需利用降低接地电阻以使线路防雷水平得到提升,然而对接地电阻需进行定期的检验和防范的优化。尽可能减小杆塔高度,对线路内由于跨越而产生的超高的杆塔,须对它的防雷能力进行深入的校核,以采用有效的防雷措施,同时地线的保护角度要低于0°,并且在线路中采用氧化锌式避雷器以进行防雷,进而提高防雷技术水平。

220kV 同塔多回路 架空线路 防雷技术

随着我国经济的飞速发展，以及电网工程建设进程的加速，使得线路走廊变的越发紧张，对同塔多回路架空线路的采用可使走廊紧张以及土地的紧张情况得以缓解，且对输电容量的提升、地区的发展与电网工程建设协调发展得以实现提供了有效手段。我国电力网络220kV同塔多回路架空线路因跨越许多城市的交通，使得杆塔的高度明显增加，致使绕击几率变大，使引雷的面积也相应增大，雷击引起跳闸概率也会加大。对近年来统计数据的研究表明，雷击引起的跳闸是220kV同塔多回路架空线路发生故障的主要方面。所以，对雷击跳闸的影响因素进行总结分析十分必要，进而分析各类防雷的技术方法，使雷击跳闸得几率得以有效的降低。

1 对防雷性能以及跳闸率的分析计算

(1)反击防雷性能计算的前提条件为：依据六层横担式的塔型，取呼称高为36米，对绝缘子应用14片的绝缘子伏秒性质，将50%的放电电压值取为1100kV，取接电阻值为5Ω。经计算得到：其防雷的水平是103kA，其年百公里的反击跳闸率是0．74次。

(2)由绕击耐雷分析计算统计得出，在超过220kV时的线路内因雷绕击引起跳闸进而造成故障的比例很大。因此在进行设计之时，采取的重点是通过电气的几何模型以对线路绕击展开分析与计算。经过计算得出，地线的保护角度都在-5°～5°之内，若将绕击放电的最小电流取为5kA时，一侧六层横担其绕击的跳闸率是0．0048，数值很小，即表明若采用相应措施是可以对绕击跳闸进行有效降低的。

(3)线路跳闸率年百公里6层横担杆塔的雷击跳闸率：反击跳闸率为0．74次；绕击跳闸率为0．10次；总跳闸率为0．84次。

2 对线路内防雷性能发生作用的各影响因素分析

2.1 接地电阻影响因素对线路反击防雷水平的作用

在杆塔和杆塔周围的地上有雷落下后，因杆塔或者接地引下线的接地电阻与电感之上的压降，以及塔顶处电势可能会升至一定数值，使线路发生绝缘并引起闪络，从而造成杆塔的反击跳闸现象。并且杆塔接地的电阻会对雷击跳闸率产生重要的影响，接地电阻不同之时所对应的防雷水平由表1示出。

减小杆塔的接地电阻，是在输电时线路的基本防雷手段，经计算得出：当接地电阻小于10Ω之时，其对线路反击的防雷性能没有较大影响，由设计和实际的检验运行得出，对于接地电阻不超过5Ω是基本都可以符合的。所以，接地电阻更加深入的降低对于线路内防雷性能的影响效果是不显著的。

2.2 杆塔高度影响因素对于线路耐雷的作用

(1)杆塔的高对线路的反击防雷性能计算，考虑到许多较大城市中，对于输电线路很多时候需横跨各类市政的交通，当杆塔的呼称高大于30米之时，对杆塔高不相同时其防雷性能展开分析计算便变得十分必要，如表2所示。

杆塔高不同会对雷的过电压波通过杆塔进入地面且反射这一过程产生影响，当反射波达至塔顶时则会使得雷电在塔顶处的过电压发生降低。杆塔高越大，该过程所需时间则越长，在杆塔雷电波所发生的过电压波的幅度也将越大，防雷性能越低。

(2)当线路的高度变大之后，大地对于雷电的吸引则减弱，所以各层导线其绕击的半径最大时其对应的绕击电流也将变大，也会相应增加其绕击几率。

2.3 线路绝缘水平影响因素对防雷水平的作用

输电线的绝缘性能也为雷电反击的重要影响因素之一。因此，对配置方法和绝缘性能进行适当布置，能在一定程度上对杆塔防雷的性能进行提升，进而使得因雷击产生的跳闸次数得以有效减少。当雷电对地线或塔顶进行直击时会引发线路发生绝缘反击，通过利用我国接地和防雷所建议采取得计算方式，对杆塔防雷性能进行计算分析可得出，绝缘子也是影响输电线路防雷的重要因素，所以对绝缘子片进行合理的增加，能使其放电的电压得以提升，进而提高杆塔防雷性能，使得因雷击造成的跳闸现象有效减少。

3 高跨越塔和同塔多回路线路的防雷办法

因为我国部分地区的电网比较稠密，输电的路线走廊相对紧缺，所以，就有日渐增多的220kV的同塔多回路线路，并且重要交叉跨越日益增多，所以，对于杆塔的防雷击跳闸需要谨慎思虑，高效的防雷办法必须及早采纳，以便于保证电路的正常运行。防雷办法有如下几种：

3.1 降低杆塔的接地电阻

减少雷击事故最有效的措施之一就是降低杆塔的接地电阻。使杆塔接地电阻数值尽可能的降到最低，以便于对杆塔地电位升高有一点的限制作用，从而达到电路耐雷水平提升的目的。在正常工作过程中，依据有关规程里的相关要求，必须周期性的检查接地电阻，对于不合格的地方要给予及时的改造。

3.2 减小地线的保护角

中国的部分地区一个塔但是多回路线路的地线保户角被缩小了，目的就是能够有效降低雷电绕击率。依据上面的计算结论，地线保护角应该设在在-5b-5b的范围内。

表1 接地电阻不同之时相应的防雷水平

表2 杆塔呼称高不同之时所对应反击防雷的水平

3.3 提升绝缘性能

通过研究显示：若雷击杆塔的顶端是导致雷击跳闸的主要原因，那么多加3片的绝缘子就能够令雷击的跳闸率下降27%。若雷绕击线路是导致雷击跳闸的关键因素，那么多加3片的绝缘子就能够令雷击跳闸率下降13．2%。依据上面的计算结果，在存在14片绝缘子的状况下，6层的横担杆塔可以实现103kA的反击耐雷的水准。中国的部分地区一个塔四回路线路的耐张串应用17-18片FC160/155类型的玻璃绝缘子，而直线串则应用SGX3-100/220类型的合成的绝缘子，这大概与17片FC160/155类型的玻璃绝缘子的绝缘性能相当，这足以确保杆塔的耐雷水平足够。

3.4 使用线路悬式氧化锌避雷器

从上个世纪90年代开始，在国内，展开了对氧化锌避雷器的研究，从而应用于减少线路雷击事故，目前，已成功使用在输电线路上。长时间的正常工作表明，在输电线上应用路氧化锌避雷器可以明显的预防绕击以及反击。自2004年以来，中国部分地区220kV输电线路广泛采用复合的外套金属型氧化物避雷器，重点针对的是偏远地区以及容易雷击跳闸的线路。现在，一个塔多回路线路顶层两个回路的上、中、下三相，都需要安置氧化锌避雷器。安置之后线路就没有产生过雷击跳闸的事故。人工合成的外套避雷器的本体以及串联间隙两部分组成氧化锌避雷器。合成的外套避雷器的本体由ZnO的电阻片固定，此电阻片拥有良好的伏安特性。而串联间隙是空气间隙、环电极以及护线条三部分组成。串联间隙的间距在850-900mm范围内。避雷器的本体低压端下的法兰通过杆塔以及螺栓连接在一起，而高压端上的法兰采用放电环以及螺栓连接在一起。

4 结语

在诸多城市中，220kV同塔多回路架空线路需跨较多交通设施，使得杆塔高明显增加，造成雷击跳闸率升高。因此，需要选择各类的防雷技术手段，以使得雷击的跳闸率得以有效减少。通过本文的分析研究可得出，当杆塔接地电阻小于5Ω时，对线路防雷性能有较小影响，杆塔高对防雷水平有很大影响，并且减小地线的保护角、提高线路绝缘性能配置以及采用线路悬式氧化锌避雷器，均可使雷击的跳闸率得以有效降低，以期望在同塔多回路线路中可以得到推广运用。

[1]王小丽,孟毓,朱秋展.同塔多回路架空输电线路铁塔塔型研究[J].华东电力,2008(36).

[2]黄爱华,郑旭,钱广忠.同杆并架多回路技术的应用[J]. 华东电力,2008(36).

[3]张 嘉旻 ,葛荣良.同塔多回路输电技术特点及其应用分析[J]. 华东电力,2007(35).

杨瑞(1989—),男,本科,现在主要从事输电线运行及维护工作。