高压架空线路的防雷保护.doc

高压架空线路的防雷保护1．引言佛山电力局送电管理所所辖110kV及以上高压送电线路总长732.8km，分布于珠江三角洲一带，属于雷电活动频繁地区，年平均雷暴日高达80～90天。近年来，依据我市电网故障分类统计，高压送电线路因雷击而引起的事故日益增多，雷击引起的跳闸占总跳闸率的70～80%，1999年是雷电活动最为激烈的一年，我所110kV及以上线路跳闸总数达到了10次之多。2000年线路17次事故障碍中，因雷击而引起的达到13次。严重威胁着输变电设备的安全运行，也大大加重了运行维护人员的劳作强度。由此可见，强化线路防雷保护尤为迫切。2．雷电对电力线路的危害架空线路受到直接雷击或线路四周落雷时，导线上会因电磁感应而产生过电压，即大气过电压(外过电压)。这个电压往往高出线路相电压的2倍及以上，使线路绝缘遭受破坏而引起事故。当雷击线路时，庞大的雷电流在线路对地阻抗上产生很高的电位差，从而导致线路绝缘闪络。雷击不但危害线路本身的安全，而且雷电会沿导线迅速传到变电站，假设站内防雷措施不良，则会造成站内设备严重损坏。3．防范措施及应用状况依据运行经验，采用降低杆塔接地电阻、加装耦合地线及线路避雷器、减小线路地线保护角、增加绝缘子片数、采纳自动重合闸等措施均可以有效地降低雷击跳闸率。以上强化防护措施可依据线路的重要性、雷电活动的频数、地形地貌特点以及土壤电阻率等状况确定选取合理的一种或几种组合。3.1架设地线以及减少地线保护角地线是送电线路最基本的防雷措施之一，它的功能：①防止雷直击导线；②雷击杆塔时对雷电流的分流作用，减小流入杆塔的雷电流，使杆塔顶电位降低；③对导线有耦合使用，降低雷击杆塔时塔头绝缘上的电压；④对导线能起到屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。减小保护角可降低绕击率，保证雷电不致绕过地线而直接击中导线。为提升线路耐雷水平，我所所辖线路均按规程要求，线路全线均架设两根地线，及时对锈蚀架空地线进行改换；直线塔上地线对边导线保护角分别不大于15°(500kV)及20°(110～220kV)，杆塔上两根地线之间距离小于地线与导线垂直距离的5倍。3.2降低杆塔接地电阻地线对雷电过电压的降压作用，是依靠低的接地电阻来实现的，而且接近于成比例关系。对一般高度的杆塔，降低线路杆塔地网接地电阻是提升线路耐雷水平，以防止反击的有效措施，也是最经济、最有效降低线路雷击跳闸率的措施之一。因此，我所为做好接地装置的全过程技术管理工作，不断强化输电线路杆塔地网的检查维护，按有关规程规定定期对线路杆塔接地网进行检查测试，并及时对线路中杆塔接地电阻值偏高的杆塔地网进行技术改造处理。同时强化曾发生雷击跳闸线路杆塔的接地电阻测试工作。表1杆塔的工频接地电阻测量周期及要求项目周期要求说明有架空地线的线路杆塔的接地电阻1)发电厂或变电站进出线1～2km内的杆塔2年2)其他线路杆塔5年当杆塔高度在40m以下时，按下表要求；如杆塔高度≥40m，则取下表值的50%，但当土壤电阻率大于2000Ω．m，接地电阻难以达到15Ω时可放宽至20Ω关于杆塔高度≤40m，如接地电阻难以降到30Ω时，可采纳6～8根总长不超过500m的放射形接地体或连续伸长接地体，其接地电阻可不受限制。但对高度≥40m的杆塔，接地电阻不宜超过20Ω土壤电阻率Ω．m接地电阻Ω≤10010100～50015500～1000201000～200025≥200030对过去雷击跳闸的统计发现，在1995～2001年共发生的35次雷击跳闸记录中，雷击杆塔检测接地电阻均符合制定值要求。未发现有因地网阻值不良而发生的雷击跳闸状况出现。这说明，我所在定期检测与及时改造不合格地网方面，成效是显著的。3.3强化绝缘依据大量的权威试验数据说明，绝缘子串的雷电冲击闪络电压和绝缘子的型式关系不大，而主要取决于串长。但在线路制定过程中，一般不按雷电过电压的要求选择绝缘子串的绝缘子强度，但应依据已选定的绝缘子水平来检验线路的耐雷水平，并应符合现行规程规定。如在某些状况下雷击跳闸率太高，则可依据具体状况(如合计采纳降低接地电阻等其他综合措施)酌量增加绝缘子片数。另外，零值和劣质绝缘子增多，绝缘水平下降亦会造成耐雷水平偏低。表2有避雷线线路的耐雷水平额定电压(kV)一般线路(kA)大跨越档中央、发电厂和变电所进线保护段(kA)额定电压(kV)一般线路(kA)大跨越档中央、发电厂和变电所进线保护段(kA)3520～303022080～1201206030～6060330100～14014011040～7575500120～1601601549090注1．表中较大数值用于多雷区或较重要的线路；2．双回路或多回路杆塔的线路，应尽量达到表中的数值。为此，可采用改善接地、架设耦合地线或适当强化绝缘等措施。据统计，我国110kV及以上送电线路自动重合闸