35 k V线路防雷措施及工程应用分析

燕翔珲

（阳城国际发电有限责任公司，山西 晋城048102）

0 引言

雷击是影响35 k V配电线路可靠供电的重要因素之一，几乎1／3的线路跳闸事故都是由雷击引起的，尤其是在雷电活动剧烈的地区，雷击跳闸事故极大地影响了供电的可靠性乃至整个电网的安全运行。由此可见，防雷措施对于保证电网安全运行至关重要，同时也是世界各国电力工作者一直研究的课题。现对目前广泛应用的防雷措施加以阐述，并结合某35 k V线路防雷现状进行分析，提出了防雷措施的改进方法。

1 输电线路防雷措施

1．1 架设避雷线

架设避雷线后，雷击时的雷电流沿避雷线经接地引下线泄入大地，从而保证架空线路的可靠供电。其除了能减少雷电直击导线的几率外，还具有以下作用：（1）分流作用。避雷线依靠接地电阻将雷电流泄入大地，从而降低雷击过电压。（2）屏蔽作用，降低导线上的感应过电压。为了减少绕击率，避雷线的保护角应保持在20°～30°之间，山区应保持在15°以下。

1．2 降低杆塔接地电阻

由于杆塔接地电阻与线路耐雷水平成反比，所以应根据每基杆塔的土壤电阻率尽量降低杆塔的接地电阻，从而使雷击杆塔时塔顶电位降低，线路过电压降低，进而提升线路的耐雷水平，这是降低线路雷击跳闸率最直接最经济的措施。降低接地电阻的方法有延长接地极、增加埋设深度、增加垂直接地极、置换低阻值的土壤以及使用降阻剂等。

1．3 装设避雷器

由于导线上的感应过电压通过架设避雷线的方法并不能有效降低，故当降低杆塔接地电阻后线路的耐雷水平仍然不能满足要求时，应装设线路避雷器。它与绝缘子并联安装在杆塔上，当杆塔或避雷线遭受雷击时，避雷器的串联间隙放电，由于其动作特性比绝缘子更低，从而避免了绝缘子再次闪络造成线路跳闸。避雷器在预防雷电直击杆塔顶部、避雷线以及绕击导线后对绝缘子造成冲击闪络等方面效果非常显著，但是其价格昂贵，因此应对线路所在地形、运行状况和经验等全面考虑，合理安装线路避雷器。

1．4 架设耦合地线

耦合地线的架设即在导线下方再架设一条线，虽然并不能减少雷电绕击率，但是可以增大避雷线和导线之间的耦合系数，从而降低线路绝缘上的过电压，同时将流经杆塔的雷电流向两侧分流，以此来提高线路的防雷水平。运行经验表明，耦合地线可以显著降低雷击跳闸率，这对山区中的输电线路尤为明显。

1．5 加强线路绝缘

加强线路的绝缘能力来提高线路的耐雷水平是防雷措施中一项极为有效的方法，而绝缘子性能的好坏对线路的绝缘能力又有着直接的影响。实践证明，增加一片绝缘子可以使线路的耐雷水平得到显著的提高，进而大大降低雷击跳闸率。由于合成绝缘子具有防污能力强、免维护、强度高、重量轻等优势，目前被广泛应用于输电线路，但合成绝缘子的耐雷水平相对较低，这就提高了雷击跳闸故障发生的几率。因此，需要根据运行经验等综合考虑选择绝缘子的类型。此外，加大大跨越档导线与地线之间的距离，在35 k V线路中采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率，都是提高线路绝缘水平的措施。

1．6 装设自动重合闸

由于雷击所造成的线路跳闸为瞬时性接地故障，自动重合闸的安装通常可以使线路跳闸后成功自行恢复，所以此措施可有效降低雷击线路所导致的跳闸率，进一步提升线路供电的可靠性及稳定性，减少损失。

2 工程应用实例

某35 k V整条线路所在地为平原，雷电活动较为频繁。据运行记录显示，该段线路的跳闸故障几乎有80%是雷击引起的。对此线路已有的防雷措施以及绝缘配置情况等进行现场测试与调研，收集防雷参数，利用ATP－EMTP仿真系统，建立供电系统架空线路、杆塔、绝缘子、变压器、避雷器和电压互感器等元件的仿真模型，综合仿真分析、理论研究以及评估，得出造成该地35 k V线路雷击跳闸率高的主要原因如下：（1）大部分杆塔接地电阻较高，超出标准要求值，导致线路耐雷水平低。（2）架设单避雷线的部分杆塔保护角超过标准要求值，导致绕击率高，由此提高了雷击跳闸率。

针对以上问题，结合目前国内已有的防雷经验，调整不符合标准的避雷线对导线的保护角，将其控制在20°～30°之间。为提高防雷水平，将3片瓷绝缘子串提高至4片，杆塔接地电阻降至10Ω，甚至为5Ω。

以7＃杆塔为例，通过现场调研采集数据计算得到该杆塔的耐雷水平现状为25．73 k A，接地电阻为12Ω，绝缘子串类型为耐张型，型号为双伞型耐污悬式瓷绝缘子。标准规定35 k V有避雷线的线路，在一般土壤电阻率地区，线路耐雷水平不宜低于20 k A，大跨越档中央和发电厂、变电所进线保护段耐雷水平不宜低于30 k A。35 k V线路绝缘子每串应不少于3片，新建线路应要求增加1个绝缘子。大跨越档的绝缘水平不低于同一线路的其他杆塔。现将接地电阻由12Ω降至10Ω，通过仿真，得到此措施可将耐雷水平提高到31 k A，如图1、图2所示。

图1 雷电流32 k A时，发生闪络，线路跳闸

图2 雷电流31 k A时，未发生闪络，线路未跳闸

为提高防雷水平，在降低接地电阻的情况下，同时将该杆塔的3片瓷绝缘子增加至4片，通过仿真可以得到此时耐雷水平从25．73 k A提高至34 k A。

3 结语

雷击导致线路跳闸是威胁35 k V配电线路安全可靠供电的重要原因之一。目前所广泛采用的几种防雷措施能够大大提高线路的耐雷水平，但是保护措施的选择必须根据当地的实际运行情况，如地形、气候条件、雷电活动强度等，并结合线路运行经验、经济效益等各方面综合考虑来选择，同时运行单位需做好对线路的巡线工作，特别是雷击事故频发的杆塔，对已发生闪络的绝缘子应及时更换。35 k V线路必须有效做好防雷工作，这样才能提高线路的供电可靠性。

［1］张要强，张帆．采用线路型避雷器提高35 k V输电线路的耐雷水平［J］．绝缘材料，2008（1）

［2］李景禄．配电网频发故障的原因分析及整改措施［J］．高电压技术，1995（1）

［3］易辉，崔江流．我国输电线路运行现状及防雷保护［J］．高电压技术，2001（6）