研究500kV线路氧化锌避雷器的运行实践

蒲 波（四川电力送变电建设公司，四川 成都 610000）

研究500kV线路氧化锌避雷器的运行实践

蒲 波
（四川电力送变电建设公司，四川 成都 610000）

本文主要以某地区以氧化锌避雷器进行500kV高压输电线路的防雷保护为例，首先对500kV高压输电线路的防雷措施进行简要的介绍，并对500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器的防雷效果进行了运算分析，研究氧化锌避雷器在实际应用中的防雷效果。

500kV高压输电线路；氧化锌避雷器；运行实践

一、500kV高压输电线路的防雷措施

线路避雷器是一种用于电力输送线路的防雷器材，其主要作用是降低雷电冲击过程中绝缘子闪络的危险，在某些情况下也能够对输电线路上的其他设备进行保护。其安装方式一般只和输电线路绝缘子串并联，在输电线路或者塔杆遭受雷击时，对其进行防雷保护，避免输电线路因雷击出现故障，影响电力的输送。输电线路的架设范围极广，分布地势也比较复杂，很容易遭受到雷击，线路避雷器能够有效的降低输电线路的雷击事故发生率，在500kV高压输电线路使用线路避雷器是一种很有效的防雷措施。500kV高压输电线路使用线路避雷器的防雷理论：在500kV高压输电线路在进行电力输送过程中，若避雷线或塔杆被雷击中，雷电会有一部分沿着塔杆的塔体流入地面，还有一部分会由避雷线流向与之相邻的塔杆。在高压线路绝缘子串附近安装避雷器，当雷击电流值达到了避雷器的动作值时，就会有大部分的累计电流通过避雷器流入导线线路中，且会沿着导线前进。因输电线路之间会有一些电磁感应，这些雷击电流在输电线路和避雷线路的流通中也会产生一些耦合分量，导线的电位值由于避雷器的分流作用得到很大的提高，导致让线路和塔尖间的电位差产生的电压值小于绝缘子串闪络电压值，从而抑制绝缘子串的闪络。故而在电力输送线路中安装避雷器对能够对线路电位起到很好地好的控制作用，能够提高电力输送线路的稳定性。在现实中，输电线路的电压值是固定的，雷击电流的大小有由线路所在区域的大气及地理条件决定，雷击现象有雷电绕击以及雷电反击，无论输电线路受到的是怎样的雷击，避雷器的防雷范围都是有安装避雷器的塔杆和线路的绝缘子串。

表1　塔杆耐雷水平计算参数

带电力输送线路中，避雷器通常是和绝缘子串并联安装。在耐张塔上安装避雷器可以直接悬挂在跳线上，在直线塔上安装避雷器就需要沿直线向专门设置的支架上伸出安装。避雷器在实际安装中需要注意，将其与铁塔间的距离控制在安全有效的范围中。

表2　不同的接地电阻的避雷器耐雷水平计算结果

表3　在不同相数下的避雷器耐雷水平计算结果

二、500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器

以某一区域的500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器为例，对线路在运用氧化锌避雷器签前后的耐雷水平进行计算，为氧化锌避雷器的使用效果进行研究分析。该地区500kV高压输电线路的塔杆有64架，输电线路总长度为32.814km，其中编号5号、14号、32号以及48号四架塔杆比较容易受到雷击，该地区为减少线路雷击事故，提高线路防雷的能力，在编号5号到60号两座塔杆之间设置了36个氧化锌避雷器，本例研究为更快更方便的进行计算研究，选取其中51号到55号两座塔杆之间的避雷器参数进行参考计算，在这之间氧化锌避雷器的主要安装方式有ZB3-27直线塔、ZB3-30直线塔以及JG2-21耐张塔。

对52号杆塔未加装氧化锌避雷器的耐雷水平进行计算，以Lt标志塔杆电感值，k表示电晕效应后的导线和底线间的耦合系数，k0表示导线和底线间的几何耦合系数，ht表示塔杆高度，hc表示导线对地平均高度，ha表示横担对地高度，hg表示地线距地面的平均高度，Ri表示他感到地面的电阻，β表示塔杆分流系数，U52标志线路绝缘的一半雷击电流导致的电压，（塔杆的耐雷水平计算参数可参考表1）将这些系数带入计算公式之中，其公式如下：

耐雷计算公式：根据计算得到52号塔杆的耐雷水平为167kA。

以EMTP软件对52号塔杆进行不同的绝缘配置、不同的接地电阻的莫逆运算。因塔杆在被雷击的过程中，雷击影响范围不大，在对输电线路建模过程中，可将51号到55号两座塔杆以外的线路采用等值的定值电阻进行代替，其模型如图1所示。

以不同的接地电阻和不同的绝缘配置对避雷器的耐雷水平进行计算，得到的结果见表2。

根据表中结果可以看出，从接地电阻值的变化来分析，塔杆的耐雷水平会随着接地电阻值的增大而降低。从绝缘子串的长度来分析，杆的耐雷水平会随着绝缘子串的增加而提高。

在电力输送线路上安装氧化锌避雷器，并与绝缘子串进行并联安装，以EMTP软件对其进安装于线路一相、两相、三相上的耐雷水平进行计算，得到的数据见表3。

分析以上结果可知，电力输送线路在安装氧化锌避雷器之后，其耐雷水平有了明显提高，且其安装于线路的相数对耐雷水品的影响并不大，因此在500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器是一种科学、合理的防雷措施。

三、500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器的效果分析

本次以某一地区的500kV高压输电线路使用氧化锌避雷器的情况进行研究，对其进行雷击事故模拟，分析氧化锌避雷器在500kV高压输电线路中安装后的防雷效果。结果发现安装氧化锌避雷器后，各段输电线路受到的雷击次数不等，然而输电线路遭受雷击事故出现率为零。总而言之，在安装了氧化锌避雷器之后，500kV高压输电线路出现的累计数固发生次数明显减少，其引用于输电线路的防雷效果非常好。

结语

避雷器是电力系统正常运行的必要防护设备，其主要作用在于降低雷击时电力输送线路绝缘子闪络的危险，防止输电线路被雷击破坏，保证电力输送系统的安全运行。氧化锌避雷器是一种用于输电线路防雷的新型线路避雷器材，具有良好的非线性特征，且架构简单，安装轻便，电流容量高，防雷性质强，应用于高压输电线路防雷效果优良。本文以某一地区使用氧化锌避雷器对500kV高压输电线路进行防雷保护为实例，对其防雷数据进行计算研究，发现氧化锌避雷器运用于500kV高压输电线路中的防雷效果非常好，值得推广。

[1]石林.研究500kV线路氧化锌避雷器的运行实践[J].中国新技术新产品，2014 （11）：106-107.

[2]许碧芳.500kV线路氧化锌避雷器现场不拆一次线头预试方法[J].中国电业（技术版），2012（02）：20-22.

[3]方权，孟浪，侯寻，等.500kV线路氧化锌避雷器的运行效果分析[J].南京工程学院学报（自然科学版），2012（03）：61-67.

[4]李庆玲，程济兵，王晓燕，等.输电线路氧化锌避雷器应用研究[J].高压电器，2010（04）：77-80.

[5]何泽斌.避雷器在架空输电线路上的应用研究[D].华南理工大学，2010.

[6]赵龙.关于500kV电网输电线路防雷技术研究及应对[J].科技与企业，2014 （20）：189-192.

[7]王兰义，赵冬一，胡淑慧，等.线路避雷器的研究进展[A].中国电机工程学会变电专业委员会、中国电工技术学会输变电设备专业委员会，2010.

TM726

A我国国土面积比较宽广，人口分布面积极为广泛，各种地形地势也很复杂，高压输电线路需要经过的路径也就极为繁多，高压输电线路大部分都是裸露在大自然之中，雷击事故不可避免，因此需要使用避雷器来降低雷击事故的发生率。氧化锌避雷器是一种具有制造结构简单、电流流通量高等优点的新型防雷器，500kV高压输电线路是我国电力网络中占有很重要的地位。以氧化锌避雷器作为500kV高压输电线路的防雷器有很好的防雷效果。