35 kV输电线路综合防雷技术探讨

卢宁生

摘 要：由于35 kV输电线路是我国当前县级和乡镇级电网主要的输电线路，线路杆多处于旷野或路边，缺乏防雷措施，因此易多发雷击事故。文章主要对35 kV输电线路易发雷击事故的原因及防雷措施进行探讨。

关键词：35 kV；输电线路；防雷

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）03-0107-02

在我国，35 kV输电线路广泛应用于县级和乡镇级电网，其架设位置多处于旷野或者路边，周围无高建筑物遮挡，且缺少避雷线的保护或避雷线保护级别低，电杆及输电线路都暴露在外，易受雷击。此外，电杆上的绝缘子防雷击电压耐受值较低，对线路起到的保护作用不足。据统计，由于雷击造成的电网跳闸停电故障在故障总数中占80%以上，在雷电易发区，比例高于80%。电网故障严重影响人民群众用电安全，对于国民经济造成损失。

只有对雷击故障的发生原因进行详尽的调查与分析，才能够针对性地提出解决问题的办法，从而保证电网供电的正常运行。

1 雷击故障形式与原因分析

1.1 雷击故障的形式

电网线路遭遇雷击的主要原因可分为四种，分别为：①雷击线路或电杆附近的地面；②电杆、杆塔或其附近避雷部件遭雷击；③线路档距中心的避雷线遭遇雷击；④电网线路直接遭遇雷击。

1.1.1 雷击地面

雷击地面造成电网跳闸的主要原因是产生的雷击感应电压对于35 kV及以下线路而言过大，从而导致线路跳闸。产生的感应电压是雷击大地时与线路之间产生的感应过电压导致，但是这种感应过电压对于高压输电线路的影响不大。

1.1.2 雷击电杆

雷击杆塔的情况主要发生在旷野中，此时电杆高度高于周围地势，更易接受雷电放电，导致雷击。雷击电杆时会产生巨大电流，除一小部分经过电杆上的避雷线进行引流入外，其余则是直接利用杆塔及附属接地电阻结构进入大地，导致在接地电阻部分产生巨大的电压降，造成超过杆塔绝缘子串50%的放电电压从而引起绝缘子闪络，产生反击过电压，造成跳闸。

1.1.3 雷击避雷线

雷击避雷线虽然会引起避雷线的过电压，但是一般情况下，该过电压并不会导致绝缘子串发生闪络产生反击过电压，因此，该种雷击情况下一般不会造成跳闸，避雷线能起到很好的保护作用。

1.1.4 雷击输电线路

雷电直接对线路产生雷击时，线路会产生瞬时高电位，从而导致绝缘子串闪络现象，使得导线接地短路，从而造成跳闸。

1.2 雷击时导致雷击故障的原因分析

除以上4种雷击情况外，当发生雷击时，以下几种原因会导致不同程度的雷击故障。

1.2.1 输电线路的抗雷击水平

所谓抗雷击水平，指的是雷击造成线路或绝缘子闪络情况时产生的单相最大电流值。输电线路抗雷击水平与多种因素有关，从设备内因分析，包括杆塔接地电阻的大小、杆塔自身的尺寸形状等参数、杆塔上档距参数、绝缘子的参数选择等，从外因看，主要包括杆塔周围地势、地形等情况以及对于杆塔及线路的日常运行维护情况，这些因素均能直接或间接对输电线路的抗雷击水平产生影响。

1.2.2 消弧线圈的影响

根据我国相关电力输送规程，城乡级35 kV线路运行的单相接地电流如超过10 A，则必须在系统内增设消弧线圈并接地运行。消弧线圈对线路电流的补偿过大或者不足都会导致自动熄灭故障，因此，对于补偿值应当正确设定。

2 输电线路防雷击措施

2.1 合理选择安装避雷设施

对于35 kV输电线路的避雷器，其主要型式包括无串联间隙及带串联间隙两种，主要安装在线路导线上，因此在选择时，应当以结构简便紧凑、轻质量的型号为宜。无串联间隙型式避雷器满足以上要求，可以作为选择。在安装避雷器或避雷针时，应针对不同地区进行区别安装。在雷击易发区进行安装时，避雷针应以-30 ？觷的负角度进行斜上方安装，配套屏蔽针长度选择2.4 m，分别安装于杆塔线路两端，避免雷电绕击导致线路击断故障的发生。

避雷针应安装在导线上方以及杆塔顶端，同时以钢绞线对避雷针进行接地，并控制接地电阻在10 Ω范围内，以对雷电产生的电流起到有效的引导作用。避雷针与屏蔽针配合使用，能够有效降低雷击、绕击事故的发生，提高防雷效率。

2.2 提高线路绝缘水平

线路绝缘水平与耐雷水平有直接关系，提高绝缘水平能够对线路建弧率进行有效抑制，从而保证线路通畅，也能够对线路故障跳闸率进行有效控制。当杆塔高度较高时，应对以下两种因素进行充分的考虑，以对绝缘能力进行补偿，一是杆塔本身电感的增大，二是雷击导致的杆塔顶端电位的增大。依据我国35 kV线路中的相关规定，对于有避雷线保护的40 m以上标准杆塔，应当按照（H-40）/10的数量进行绝缘子的增加，从而能够对杆塔及线路起到良好的绝缘保护效果。而对于输电线路杆塔无避雷线保护的情况，当杆塔超过40 m时，也应按照上述方法增加绝缘子。

2.3 设定合理的避雷线保护角度

避雷线的保护角度选择是否合理，直接影响到避雷线与导线屏蔽线之间的配合使用以及输电线路绕击故障发生的概率。避雷线保护角度选择需要考虑的基本因素包括输电段所处地形、路径等多种，设定合理的避雷线保护安装角度，提高避雷水平。

2.4 合理控制杆塔接地电阻

在35 kV输电线路中，杆塔接地电阻值的控制对于防止雷击事故发生具有重要作用，本文上述分析中，也分析了低接地电阻值对于有效引流雷击电流和提高耐雷水平的作用。为降低并控制杆塔接地电阻，可依照以下几种方法进行：①周围有非饮用水源的地形，可以将接地线引入水源，并布设接地网；②分析土壤电阻率，选择低电阻率区域进行接地网的布设或增加接地极数目；③对于高电阻率区域，在接地极附近适当添加部分降阻剂等。

2.5 正确选用线路型避雷器

线路型避雷器对于输电线路的防雷击保护动作，一是避免绝缘子串的闪络情况，二是降低雷击杆塔顶部的雷击电位。这主要是利用电流的耦合作用，当雷电流被分流时，能够提高雷击杆塔附近相邻导线的耦合能力，从而使绝缘子串雷击闪络故障可能性大大降低，有效实现对线路的保护，降低故障率。线路型避雷器的主要缺点是成本高，安装要求高、结构复杂，且有较高的维护难度，对于多重雷击不能起到很好的保护作用，这在很大程度上限制了其应用，在选择线路型避雷器时，应当着重考虑其限制因素。

2.6 提高线路维护水平

防止雷击故障损失扩大化的最便捷的措施是对线路运行状态进行全方位实时监控，发现问题要及时解决，对破损线路进行及时的修补或更换。对于上述论述中提出的防雷击措施，必须严格到位，尤其注意杆塔接地电阻值的变化，以保证输电线路具有足够的防雷击能力，减少雷击事故的发生。

3 结 语

本文对35 kV输电线路雷击事故的原因进行了分析，并针对直击、绕击等雷击故障产生的原因，提出了包括安装避雷器、降低接地电阻等措施在内的防雷击方案，能够在输电线路防雷击措施的实际过程中起到重要的指导作用。

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