高压输电线路防雷技术探讨(张秀青)由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“高压输电线路的防雷”。
高压输电线路防雷技术探讨
Discuion on Lightning Protection Techonology for High-V-wire
张秀青1，刘武2，于振波3
（1淄博市气象局防雷中心，山东 淄博 255048；2民航贵州空管分局建设办，贵阳 550012；3山东省雷电防护技
术中心，济南 250031）
摘要：通过某高压变电站因雷击经常停电的实际解决实例，就雷电对输电线路的威胁途径和破坏原理进行了分析，并提出了具体防雷技术。
关键词：高压；输电线路；防雷技术
引言
高压输电线路一般位于空旷地带，且线路敷设距离较长，因而遭受雷击和受雷电影响出现故障的概率非常高。某一新建变电站经常发生因雷击跳闸停电故障，严重影响了附近工厂企业的正常生产和人们的日常生活，为此，对该变电站进行了实地勘查，以期找出问题的根源，查找存在的问题隐患，提出相应的防护措施和对策。根据此次现场勘查情况和解决方案，依据雷电的破坏原理和相关的国家技术标准，现就高压输电线路的防雷技术做一分析和阐述。故障描述及现场勘查情况
据变电站工作人员描述：每到雷雨天气，经常发生跳闸停电故障。有时造成输电线路被雷击断，造成停电；有时仅仅因雷击造成跳闸，由于需要一定的时间进行检修，确认安全后才能合闸送电，因而影响生产，但设备未发现损坏。变电站内的设备未出现因雷击损害的现象。
现场勘查情况：该变电站为35kV变电站，孤立且周围比较空旷。输入线路为35kV，全线位于田野空旷地带，输出为10kV，部分线路位于空旷地带。35kV输电线路未全线架设避雷线，仅是靠近变电站的进线段架设了避雷线，10kV输电线路未架设避雷线。35kV输电线路的杆塔型式为有拉线的钢筋混凝土单杆，10kV输电线路的杆塔型式为无拉线的钢筋混凝土单杆。避雷线在每个杆塔处均做了接地，引下线设在钢筋混凝土杆塔中间，接地电阻均满足要求。变电站内避雷针较少，部分设备未在避雷针保护范围之内。雷电对输电线路的威胁途径
由于变电站内的设备未出现因雷击损害的现象，因而重点考虑对输电线路的保护。根据雷电的破坏原理，雷电对输电线路的威胁途径主要有以下几种：
（1）雷电直接击中高压输电线路产生直击雷过电压。
当雷电直接击中架空输电线路时，在雷击点产生的雷电过电压最大值可按下式确定： 雷击点过电压最大值
Us＝100I【1】
式中：Us是雷击点过电压最大值，单位为kV；
I是雷电流幅值，单位为kA。
直击雷过电压一般可达几千kV～1万kV，易导致线路绝缘发生闪络，对各类输电线路构成威胁。同时，当雷电直接击中输电线路时，由于雷电放电通道温度很高（可达6000～10000℃）和雷电冲击波作用，可直接击断输电线路，从而造成输电线路停电。
（2）雷击输电线路附近产生雷电感应过电压。
在架空输电线路附近发生雷云对地放电时，由于雷电的静电感应作用，会在输电线路上产生感应过电压。感应过电压的最大值可按下式确定：
UikphI【2】d
式中：Ui为雷击大地时感应过电压最大值，单位为kV；
I为雷电流幅值，单位kA；
h为输电线路距地面的平均高度，单位为m；
d为雷击点与输电线路的距离，单位为m；
kp为系数，当d＞65m时，一般取值为25Ω。
由此可知，输电线路上雷电感应过电压的最大值可达300～400kV，主要是对35kV及以下输电线路的绝缘存在较大威胁，从而造成跳闸停电，但对35kV以上线路的绝缘威胁则要小得多。
（3）雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶端形成作用于输电线路绝缘的雷电反击过电压。当雷击架空输电线路上的避雷线或杆塔顶端时，形成的暂态高电压对输电线路造成反击，从而造成跳闸停电。该反击过电压的大小与雷电流参数、杆塔型式、避雷线与线路的距离、距地高度以及接地电阻等有关。防雷措施和对策
针对雷电对输电线路的破坏途径，采取相应的防护措施。
3.1直击雷过电压的防护措施
在输电线路上方架设避雷线可有效地减少雷电直击输电线路的概率，从而降低直击雷过电压的危害。根据电力行业标准DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》【3】的规定：330kV和500kV线路应沿全线架设双避雷线；220kV线路宜沿全线架设双避雷线；110kV线路一般沿全线架设避雷线；66kV线路当负荷重要且所经地区年平均雷暴日数为30天以上时宜沿全线架设避雷线；35kV及以下线路，一般不沿全线架设避雷线；在雷电活动强烈的区域和经常发生雷击故障的杆塔和线段，应架设避雷线。但从实际来看，一些输电线路，尤其是35kV及以下线路在架设时，未充分考虑实际情况，未考虑该地区的雷电活动情况或根本就缺少此方面的资料，按照规范要求全线未架设避雷线或仅是靠近变电站的进线段部分架设了避雷线，致使经常因雷击造成停电甚至造成线路被击断。
从该实例来看，尽管输电线路按照标准在靠近变电站的进线段部分架设了避雷线，但是，由于整个输电线路位于田野空旷地带，远端未架设避雷线的部分遭受直接雷击的概率仍然很高，造成输电线路中断，从而影响到该变电站的供电。为此，建议在空旷地带或多雷区，10kV和35kV及以上线路在架设时，应全线架设避雷线。
另外，利用钢筋混凝土电杆内的钢筋作接地引下线时，其钢筋与接地螺母、铁横担间应有可靠的电气连接。避雷针和避雷线的保护范围计算方法应采用国家标准GB50057规定的“滚球法”，而非“角度折线法”。（4）
3.2雷电感应过电压的防护措施
为减少雷电感应过电压对输电线路的影响，应采取以下措施：
（1）钢筋混凝土杆铁横担和钢筋混凝土横担线路的避雷线支架、输电导线横担与绝缘子固定部分或瓷横担固定部分之间，应有可靠的电气连接并与接地引下线相连。
（2）3V～10kV钢筋混凝土杆输电线路，宜采用瓷或其他绝缘材料的横担，当用铁横担时，输电线路应采用高一电压等级的绝缘子。
（3）与输电线路相连的电缆，应在其两端装设阀式避雷器或保护间隙。
3.3雷电反击过电压的防护措施
雷击点电压的大小除了与雷电流波形有关外，还与雷电流通过与该点连接的全部阻抗有关，如通过的杆塔、杆塔的接地装置以及通向相邻杆塔的避雷线等。为减小雷电反击过电压对输电线路绝缘的影响，应采取以下措施：
（1）尽量降低杆塔的接地电阻值。
（2）增大避雷线与输电导线之间的距离，对于35kV输电线路，避雷线与输电导线之间的距离不应小于3.0m。
（3）杆塔的型式影响杆塔的波阻和电感，建议在雷击频繁引起故障的区域，杆塔采用波阻和电感相对较小的铁塔或门型铁塔。
3.4其他防护措施和对策
（1）在经常因雷击停电的地区，或周围生产对供电的连续性有较高要求时，建议在输电线路上装设自动重合闸装置，使断路器跳闸后能够及时恢复，以缩短停电时间，提高供电的可靠性。
（2）对于3～10kV线路终端用户，可能由于雷击常造成RCD不应有的跳闸。当发生感应暂态雷电过电压时，由于过电压波属于高频波，在高频条件下容抗大大减小，从而引起RCD不应有的误动作，造成跳闸，影响正常用电。由于这种雷电过电压波作用时间极短，量级为微秒级，可采用带少许延时的RCD避免经常跳闸的问题。
（3）建议有重要设备和场所以及对供电要求高的生产单位自备柴油发电机，作为备用电源自动投入。
（4）应做好各终端厂区内变压器和低压配电系统的防雷，防止用电厂区内的设备因雷击遭到破坏。有条件的厂区，建议采用电缆直接埋地的方式入户。
（5）变电站内电气设备的进线处、架空线与电缆连接处应装设避雷器，防止沿输电线路传导来的雷电过电压波造成设备的毁坏。
（6）在变电站内增设避雷针，对整改变电站形成保护。
（7）定期对每根钢筋混凝土杆引下线的接地电阻进行检测，要求R≤10Ω。【4】 4 结束语
高压输电线路遭受雷击的事故时有发生，防雷技术人员在实际工作中也会时常面对此类问题。防雷技术人员不仅要掌握低压配电部分的防雷技术，也要理解雷电对高压输电线路的危害及其防护技术，才会更好的深入分析各种雷击引起的电力事故，找到真正的事故原因。
参考文献：
[1]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：380.[2]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：379.[3]《雷电防护标准汇编》编委会，中国标准出版社第四编辑室.雷电防护标准汇编.电力卷[S].北京：中国标准出版社，2009：386.[4]中华人民共和国机械工业部.(GB50057-94)建筑物防雷设计规范[S].北京：中国计划出版社，2000：20-26.作者简介：
:张秀青（1974年），女，籍贯：山东省茬平县冯屯梁庄，气象电子工程师，大学学历，自2002年以来一直从事防雷工作。
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