35kV架空线路的防雷保护辛德胜

35kV架空线路的防雷保护辛德胜

辛德胜

（国网江西省电力有限公司万载县供电分公司江西省宜春市336100）

摘要：结合工作经验，以及我国35kV输电架空线路的现状，分析、总结多种防雷措施；在雷电活动频繁的“易击段、易击点及易击相”以及山区和高土壤电阻率地区，采用综合防雷措施，能使线路投资省、效果好，是值得推广的技术。

关键词：35kV架空线路防雷避雷

一、35kV线路雷电性能分析

35kV线路常用杆塔除两端外无架空地线，绝缘水平低。感应雷、直击雷、反击雷均可能威胁安全运行。图1中a和b分别为上、下层横担的长度，mm；L1为抱箍上装设角钢的长度，m。

图135kV线路典型杆型图

1.感应雷害：对一般高度的线路，规程建议，当雷击点与线路的距离d>65m时，

Ug≈25Ihd/d(1)

式中，Ug为导线雷击感应最大过电压，kV；I为雷电流辐值，kA；hd=12.4-2f/3，为导线平均高度，m；d为雷击点距线路的距离，m；f为导线弧垂，m。

f取为4m，Ug为374.5kV，绝缘子串的3片X-4.5的绝子串临界雷闪电压U50%=100+84.5×3=353.5kV，故至少需4片悬瓶组成绝缘串或S-380瓷横担才不会造成绝缘闪络。

2.直击雷害：雷击导线时绝缘子串闪络的雷电流I2=U50%/100=3.5kA，据lgP=-I/88，P为雷电流幅值概率，超过此雷电流的概率为91%，即91%的雷电流都可能造成绝缘子串闪络。

3.反击雷害：无避雷线时，雷击上导线对杆闪络后再向中导线反击，其耐雷水平：

I1=U50%/(1-k)(Rch+(Lgt/2.6)+(hd/2.6))(2)

其中，k为导线和避雷线(无避雷线时指上层导线)间的耦合系数；Rch为杆塔冲击接地电阻，Ω；Lgt为杆塔电感，μH。

经计算得k=0.2，I1=20.16kA，根据lgP=-I/88，超过20.116kA雷电流的概率为58%。

二、提高35kV线路防雷水平的措施

1.降低线路接地电阻

为降低35kV线路接地电阻，除采取减小接地线过渡电阻、接地网除锈补焊、使用降阻剂等常用方法外，还采取以下综合措施降低接地电阻。

35kV线路横担接地点通常在横担抱箍处，通过穿心螺栓与接地引下线连接后与地网相连。实际因施工过程中施工质量和长期锈蚀，穿心螺栓与接地引下线接触面脱开或接触面积小，造成未接地的情况，这在运行中发现多次。整改措施是改变原点对面接地措施，在上下层导线横担面上与接地引下线联接(面对面接地)，通过接地引下线与地网相连。

35kV线路通常采用1根约100m的圆钢作接地线。但在土壤电阻率稍大处接地电阻通常不能<30Ω，运行单位改为采用4根约30m的圆钢焊接成放射状地网，接地电阻一般能<5Ω，且在雷电波冲击下，冲击电阻较工频电阻大大降低。在地势多变地区，土壤电阻率变化较大，同一基电杆，不同方向测得的土壤电阻率相差很大。测试不同方向接地线的电阻值相差达7Ω，故向其低的方向延长埋设地网。

2.提高线路绝缘水平

35kV线路雷击跳闸率高的一个原因是其绝缘水平较低。早期采用瓷横担绝缘子S-280，雷击冲击闪络电压为280kV；后建设新线路均采用瓷瓶串，一般为3片XP-7绝缘子，临界雷闪电压为353kV。绝缘水平提高减少了感应雷的危害，同样10Ω的接地电阻，反击耐雷水平增至29.4kA。提高线路绝缘水平，在运行中要做好低值或零值绝缘子的检测，防止雷击时因串中零值绝缘子存在而使其绝缘下降，甚至发生绝缘子炸裂掉串事故。

3.安装线路型避雷器

实践表明，避雷线的防雷效果在平原地区很好，而在山区，因地形、地貌的影响，经常出现绕击、侧击等现象，使得避雷线屏蔽作用失效。35kV及以下线路，按规程一般只在发电厂、变电站的进出线段架设1~2km避雷线，并不沿全线架设。因此，线路因雷击而跳闸的事故非常频繁，电网的运行安全受到很大的威胁。

通过实践证明在线路上安装线路型复合外套金属氧化物避雷器，可以极大地提高架空输变电线路的抗雷击性能，降低线路雷击跳闸率。

下列情况可考虑选用线路型避雷器：

(1)多雷区且历年雷击跳闸率高的输电线路杆塔。

(2)新建线路(或已建线路)中，接地电阻难以达到技术要求，同时又有遭受雷击可能的杆塔。

(3)经常遭雷击，但供电可靠性要求不是特别高的线路。

(4)当杆塔接地电阻较小时(如15Ω)，杆塔电位升高对绝缘子的反击可能性较小，主要考虑雷电绕击导线，故单回线路以在两侧各装1支(共2支)氧化锌避雷器为宜；双回线路可在上面两侧各装1支(共2支)；当杆塔接地电阻较大时(如60Ω)，主要考虑雷击杆塔的反击，单回线路可在三相各装1支(例如最上端)，双回线路可在最上端各装1支(共2支)，这主要是从经济方面考虑，要达到更好的效果则最好装3支。

(5)当有避雷线时，流经氧化锌避雷器的雷电流能量相对较小，一般约为20kA以内。当要求保护的可靠性更大时，可选用标称放电流10kA的氧化锌避雷器，它可通过4/10us大电流100kA。200kV及以下电压等级的氧化锌避雷器没有必要选用标称放电流20kA的氧化锌避雷器。没有避雷线时(如35kV系统)，流经氧化锌避雷器的雷电流能量较大，应选用YH10WX5-51/134(L)氧化锌避雷器。

4.增设架空避雷线

没有架空地线的35kV线路，其雷害最严重的后果是导线断落和瓷瓶串掉串，危及设备和人身安全。故在雷电活动集中的易击区域、重要跨越、人口稠密区等增设架空避雷线，防止雷电直线于导线或绝缘子串。图1杆型中，加装一付抱箍，在其上装设1或2根角钢，然后地线装设挂线金具。避雷线的线路应防止雷击档距中央反击导线。15℃无风时，档距中央导线与避雷线间距离应为：S1=0.012l+1，式中：s1为导线与避雷线间的距离，l为档距长度，避雷线的弛度小于导线弛度，故L1+1.6+Δf=s1即满足要求，L1为抱箍上所装角钢长度(见图1)，m；Δf为导线与地线弧垂之差。装设避雷线后，该杆型的耐雷水平据规程计算，接地电阻为10Ω时，雷击于地线，一侧下导线闪络后再向另一侧下导线反击，经计算得耦合系数为0.399，其耐雷水平I1=53.4kA。比无避雷线时提高了19.5kA。且增设避雷线后，对导线的保护角为16.5°。与降低接地电阻配合，架设避雷线可取得很好的防雷效果。

5.搞好线路的维护工作

新线路投入运行后，由于杆塔接线的松动，使导、地线的弧垂发生变化，因此发现超过误差标准应进行调整。由于天气干旱，使杆塔基础土壤电阻率增加，因此每年在春季干旱季节，应定期进行巡视检查，每年应进醒一次停电登杆检查，清扫绝缘子片，发现有放电、击穿的绝缘子应进行更换。摇测方法:线路先分段，再分串、分片进行，测出不合格的绝缘子片。

三、结束语

近年来，原跳闸率最高的线路经过防雷综合治理，雷击跳闸率均大辐下降，说明35kV线路需在设计和建设时考虑加强防雷措施。安装线路型避雷器与全线架设避雷线的杆塔比较，能降低杆塔的高度及机械强度，降低施工难度，具有加快工程施工速度、节约投资、避免绝缘子闪络、减少跳闸停电等优点。