沿海地区110kV同塔双回或多回架空输电线路并联间隙防雷技术研究与应用

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摘 要：分析江门沿海地区地区雷电活动情况，提出使用差绝缘并联间隙装置安装要求，设计出可调节距离差绝缘并联间隙装置，根据杆塔实际耐雷水平及塔窗间隙裕度进行安装差绝缘并联间隙装置。在110kv同塔双回或多回架空输电线路上进行合理安装并联间隙装置，取得了较好防雷效果，以分享其他同行单位学习应用。

关键词：差绝缘防雷；可调节；并联间隙装置；110kV

江门位于广东中西部沿海城市110kV输电线路共237条，电网覆盖了整个五邑侨乡三区四市――蓬江区、江海区、新区、鹤山市、台山市、开平市、恩平市，线路总长度达3888.9公里为整个侨乡地区组成了重要供电枢纽，其中同塔架设长度为2027.9公里，占线路总长度的52.1%。在2013年-2015年间，江门输电线路跳闸次数为184次，其中雷击158次占线路跳闸总数的85.9%，同塔同跳次数为18次占线路雷击跳闸总数的22.8%，同塔同跳严重威胁到地区供电运行安全，因此防止线路同塔同跳问题发生尤为重要。

1 同塔双回多回线路差绝缘防雷的原理

在双回或者多回线路中，通过增加或减少线路的一回线路的绝缘水平，当线路发生雷击闪烁时，根据电的特性，雷电流流向绝缘水平低的一回，以保护其他同塔线路不发生闪烁跳闸。

2 绝缘子上安装并联间隙装置作用

当雷击线路时，并联间隙起到招弧角的作用在间隙高低压放电点之间形成通道疏导雷电流和电弧，避免雷电流在绝缘子表面进行放电造成永久损伤而最终导致线路重合不成功的事件发生。

3 采用安装并联间隙装置原则

应在不增加单回线路跳闸率的前提下，提高双回或多回线路的耐雷水平。

4 输电线路雷击安全安装技术指标

输电线路的绝缘配合，应满足输电线路在工频电压、操作过电压各种条件下安全可靠地运行，同时符合雷过电压的要求，即并联间隙的50%雷电冲击电压、线路工频电压和操作过电压、与线路杆塔耐雷水平三者相配合，以根据杆塔的实际情况设计出每一基杆塔绝缘子上安装并联间隙的有效距离，避免在工频电压下、操作过电压下线路发生闪络跳闸，保证雷击过电压优先在并联间隙装置上闪络而非在绝缘子上发生闪络，有效保护绝缘子及“疏导”雷电流。

4.1 线路工频电压、操作过电压以及雷电过电压空气间隙定值

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）规定，110kV输电线路在相应风偏条件下的带电部分与铁塔构件的空气间隙最小值应满足工频电压下电气间隙0.25米，操作过电压下电气间隙0.7米，雷击过电压下电气间隙1米的要求[2]，另外也要根据每一个变电站及线路实际情况进行校验。

4.2 并联间隙装置安装空气间隙距离选择

当线路塔窗间隙裕度足够时，在各回线路每相增加1片绝缘子后仍满足运行要求时，可在选定一回三相绝缘子中安装并联放电间隙。并联间隙距离取绝缘子干弧距离长度的80%-85%之间。

当线路塔窗间隙裕度不足，在原绝缘子的基础上增加安装绝缘子后不满足运行要求时，则在选定线路绝缘子两端直接安装并联间隙。并联间隙距离取绝缘子干弧距离长度的85%-90%之间[3]。

4.3 并联间隙装置高低压引雷杆的设计

基于上述几点要求，我所专家组对原有并联间隙装置进行优化设计，在地电位端引雷杆设计出可调节板，可根据杆塔实际情况进行调节间隙距离，详细见图1。

4.4 并联间隙装置电气试验

本次试验在江门供电局试验研究所的高压场地，使用的工具为高压发生器，然后通高压发生器来模拟当发生雷击时安装在绝缘子上并联间隙装置实际的工作状况。本次试验使用的是FXBW4-110/100复合绝缘子及FC70P/146玻璃绝缘子，分别对复合绝缘子、复合绝缘子与玻璃绝缘子组合后安装并联间隙装置后进行冲击试验。试验得出数据如表1。

表1 绝缘子安装并联间隙装置的技术参数

通过数据可以看出上述安装并联间隙的绝缘子都满足工频耐受电压及雷电全波冲击耐受电压，但并联间隙距离为FXBW4-110/100干弧距离的80%的最小干弧距离只有944mm，不满足在相应风偏条件下的带电部分与铁塔构件的空气间隙最小值1米的规定，因此该安装距离不可使用，而当线路塔窗间隙裕度不足，在复合绝缘子上安装并联间隙时，间隙距离取绝缘子干弧距离长度的85%-90%之间比较合理；当线路塔窗间隙裕度足够在原复合绝缘子上加装一片玻璃绝缘子时，期并联间隙装置的间隙距离取绝缘子总干弧距离长度的85%-90%之间比较合理。

5 实际应用

2010年-2015年江门输电线路历次跳闸杆塔附近雷电流落雷中85%的雷电流分布在0-50kA范围内。根据线路雷击跳闸线经验，选择在110kV古崖甲、乙线，圣马甲、乙线等“一雷同跳”的重灾线路进行安装。2015年10月对110kV古崖甲线进行安装并联间隙装置，线路是FXBW4-110/100复合绝缘子，线路塔窗隙裕度不够，在绝缘子长度87%之间安装并联间隙装置，根据核算，虽然甲线耐雷水平下降，但根据历年雷击雷电流分析，满足线路运行，而由于在甲线疏导雷电流，间接提高了乙线的耐雷水平，保证了乙线的安全运行。

6 结束语

同塔架设多回线路杆塔产生雷击过电压时，由安装在其中一回线路上的差绝缘防雷间隙引雷杆进行放电闪络，疏导工频电弧，避免绝缘子任何损伤，使线路跳闸重合成功而不发生因雷击线路永久故障，且保护了同塔架设的其他线路不发生雷击闪络跳闸事件。安装并联间隙装置的输电线路减少线路避雷器安装避免了因避雷器故障而导致线路跳闸；减少线路防雷的运行成本；总体提高线路的耐雷水平；线路雷击时由差绝缘防雷间隙引雷杆进行放电，避免了绝缘子损坏及导线损伤；避免了由雷击引起同塔多回线路同时跳闸事件，提高输电线路的供电可靠率。

参考文献

[1]GB/T50064-2014.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范[S].

[2]GB50545-2010.110kV-750kV架空输电线路设计规范[S].

[3]彭向阳，王锐，周华敏，等.基于不平衡绝缘的同塔多回输电线路差异化防雷技术及应用[J].广东电力，2016，29（6）.