针对某35kV配电线路防雷问题探讨

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[摘 要]输配电线路的保护和运行管理是变电所继电保护系统中最重要的环节，线路的安全影响供电的持续正常，文章就35kv输配电线路在防雷方面进行简要的分析。

[关键词]35KV线路；现状；措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0252-01

1.35KV线路防雷现状

1.135 KV线路除了直击雷外还有感应雷也能造成线路跳闸。因此，其雷击跳闸率要比相同区域的110KV及以上电压等级的线路高。理论分析和实测证明，当雷击点距线路的距离S>65m时，感应雷过电压Ug的近似计算公式为：

Ug =25×I×h/S （1）

式中Ug为感应过电压；单位KV；S为雷击点与线路的距离，单位m；I为雷电流幅值，单位KA；h为导线悬挂的平均高度，单位m。

实测证明，感应雷过电压的幅值可达300～400KV。足使3只x-4.5型绝缘子闪络，会引起35KV的钢筋混凝土杆或铁塔线路闪络。

1.2额定电压低于35KV线路，一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式。绝大多数的单相接地闪络、接地故障能被消弧线圈，消除而在两相或三相着雷时，雷击引起的第一相导线闪络并不会造成跳闸，闪络后的导线相当于地线，增加了耦合作用，使未闪络的绝缘子串上的电压下降，从而提高耐雷水平。所以额定电压为35KV的线路一般不敷设避雷线。对于重雷区，如果没有考虑环境特殊性，按常规设计，极易造成雷害事故。

1.335KV线路一般不沿全线架设避雷线。只在发电厂、变电所进出线段架设1～2km避雷线。一般雷暴日超过40d的多雷地区，进线段应达3km或更长一点，并且还要提高进线段水泥电杆的耐雷水平。

1.435 KV线路绝缘水平低，即便装避雷线也极易反击，防止直击雷的作用不大。因此，在线路设计时，无避雷线部分的线路尽量采用导线三角形排列，使最上面一相导线充当避雷线的作用。架设避雷线的进线段，应尽量采用导线水平排列的“门”形杆塔。双避雷线对雷电流有分流作用，可降低雷击杆顶的电位，减少雷击跳闸率。同时双避雷线在杆顶还要互相联结并分别装设接地引下线。

1.5有些地区35KV线路和35KV变电站的设备都需要进行更新换代；这些地区35KV线路设计时，绝缘子U50%冲击耐压水平低，且运行多年，绝缘子老化严重，绝缘水平明显降低，加上导线老化严重和导线的线径过小，致使线路承受闪络放电的能力大大降低，雷击闪络时极易造成绝缘子损坏和导线断线等现象。 加之设备陈旧，继电器保护动作的准确性不够高，有时会出现拒动或误动，增加线路设备损坏的可能性。

1.635KV线路大都使用混凝土杆塔，线路所用杆塔大部分不设人工接地.只在发电厂、变电站进线段的杆塔埋设人工接地体。有些人工接地体多年失修.接地线腐蚀严重，若沿线山区土壤电阻率较高，可造成35KV线路大部分杆塔接地电阻偏高，使线路耐雷水平降低，累计跳闸率增大。

2、35KV线路防雷改进措施

2.1 安装线路避雷器

工作原理：

避雷器一直是电力系统限制大气过电压的主要设备。使用时线路避雷器并联在线路绝缘子串旁边。当线路遭受雷击时，雷电流分流，一部分雷电流传入相邻杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流，大部分雷电流从避雷器流入导线，传播到相邻杆塔。雷电流在流经导线时，导线间的电磁感应作用，在导线上会产生耦合分量 由于避雷器的分流远远大于从导线中分流的雷电流。这种分流的耦合作用使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，绝缘子不会发生闪络，线路避雷器实际起着很好的钳电位作用。

2.2 耐雷水平的计算

规程DL/T 620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，额定电压为35KV线路的耐雷水平为20～30kA，当发生绕击时.根据规程DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的计算方法，额定电压为35KV线路的耐雷水平为3.5kA 架空线路耐雷水平可通过下式求得。

如取固定波头长度 =2.6 s，此时雷击杆塔顶部的耐雷水平为

I1={U50%/（1-k）βRi+（ha/ht-k）β（Lt/2.6）+[1+hg/hc）ko]（hc/2.6）} （2）

式中U50%为绝缘子串的50%冲击放电电压；k为导线和避雷线间的耦合系数；β为杆塔分流系数；Ri为杆塔冲击接地电阻，Ω ；ha 为横担对地高度，m；ht为杆塔高度，m；Lt为杆塔电感，μH；hg为避雷线对地平均高度，m；hc为导线平均高度，m；K0为导线和避雷线间的几何耦合系数，决定于导线和避雷线的几何尺寸及其排列位置。

雷绕击导线时，耐雷水平 可由式（3）求出。

I2=U50%/100 （3）

2.3 线路避雷器的选点、确定安装数量和相别

避雷器的非线性特性可保护绝缘子串，即可提高雷击塔顶与导线的耐雷水平，进而降低雷击跳闸率，减少雷害事故。安装避雷器要达到2个目的：

2，4 被保护线段内杆塔遭受雷击时，保证被保护线段内的绝缘子不发生闪络；

2.5 被保护线段外杆塔遭受雷击时，保证被保护线段内的绝缘子不发生闪络。

安装线路避雷器必须考虑技术经济性。尽量减少安装避雷器数量又达到防雷的目的，但安装数量应足够，否则由于雷击的分散性、统计性和不确定性，看不出效果。因此选择安装地点、数量、相别是至关重要的。

选择多雷区且易遭雷击的杆塔、段中被雷击频度最高的杆塔。确定安装数量和相别的原则是：安装在易绕击相，并根据易绕击的相数确定数量，既提高杆塔的反击耐雷水平又减少绕击跳闸。

由于雷击一相放电最多，其次是两相放电，最少是三相放电，原则上尽量安装一相，雷击两相放电多的安装两相，雷击三相放电多的安装三相。孤立杆：一般安装2只；在陡坡上，安装1只；接地电阻大，安装3只。连续杆：1只和2只一般错开安装；“上”字形排列杆、垂直排列杆、处于陡坡的杆安装1只；三角排列杆、水平排列杆安装2只；“上”字形排列杆连续、处于海拔较高山地、接地电阻较大或两边陡度较大的，安装2只；接地电阻很大时，安装3只。

2.6 降低杆塔的接地电阻

降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，防止反击的有效措施。雷击档距中的避雷线时，一般情况下，空气间隙不会发生闪络。雷电流在向两边杆塔传播时，由于强烈的电晕，传播到杆塔的幅值已大为降低，如果杆塔的接地电阻不高，杆塔升高的电位不足以引起绝缘子串发生闪络。

雷击杆塔引起反击过电压时，绝缘子串能否闪络，与杆塔冲击接地电阻值有直接关系。接地电阻越大，塔顶电位越高，绝缘子串上的电位差就越高，容易造成绝缘子串的闪络。甚至造成多串绝缘子串同时闪络，导致相间短路，引起跳闸。

如果杆塔的冲击接地电阻比较大，那么雷电流将在塔顶上产生高电位，使绝缘子串发生闪络，导线通过闪络电弧通道接地。

3.安装消弧线圈

通过降低线路杆塔接地电阻等措施，在一定程度上可提高线路耐雷水平和降低绝缘子闪络概率，但要保证绝缘子不发生闪络是不大可能的，因此，降低35 kV线路雷击跳闸率的关键是使线路因雷击引起单相接地时的工频续流尽早熄弧，避免单相接地发展成相间短路而导致线路故障跳闸。

供电公司应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式，消弧线圈是用来补偿中性点绝缘的，是电力系统发生接地故障时流过故障点的电容电流的单相电抗器。在发生单相接地故障时消弧线圈的电感电流，有效地补偿电网的对地电容电流，减小故障点残流。同时，它可降低故障相上的恢复电压，以减少电弧重燃的可能性。

4.其他措施

对于那些需要更新换代的35KV线路和35KV变电站.把原来的瓷横担或瓷绝缘子换成复合绝缘子以提高线路绝缘水平和绝缘子机械强度。35KV线路采用线径大的导线，增加导线的机械强度，提高导线承受线路闪络的能力。对于有些高杆塔，还可以采取增加绝缘子片数来提高其防雷性能。对那些陈旧的继电保护设备应更新换代，提高保护动作的准确性。对于重雷区，可以采取适当增加绝缘子片数、架设避雷线等措施。

其他的措施还有架设耦合地线，在横担上架设与线路行进方向垂直的负角保护针，在各相绝缘子串悬挂点的上方架设与导线平行的预放电棒及采用不平衡绝缘方式、装设自动重合闸等方法。

5.结语

雷击是导致35KV线路故障的重要原因之一，加强防雷提高线路安全运行水平也是线路运行管理的重点之一。因此，应结合当地实际情况，加强防雷措施，保证线路安全，提高供电公司的经济效益和社会效益。