防雷差异化设计

陆春阳

（东北电力设计院有限公司）

防雷差异化设计

陆春阳

（东北电力设计院有限公司）

近年来，随着电网的快速发展和强对流天气的增多，雷害故障呈现出一些新的特点，雷击造成的线路两相闪络、同塔双回线路同时闪络、同一输电通道多回线路相继跳闸等严重故障明显增加，高电压、长距离、大容量输电线路防雷工作面临新的课题。为此，需要根据输电线路在电网中的重要程度、线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构等差异，有针对性地开展架空输电线路防雷设计、建设、运行、改造工作。

防雷差异化；同塔双回线路

0 引言

我国的电网是由输电线路和变电站共同构成的。高压输电线路一般处于野外，长度从几十公里至几千公里。输电线路所处区域地势开阔，建成后即成为该区域的制高点，是最容易遭受雷击的，输电线路虽然采取了多种防雷接地措施，但是由于雷击而造成的线路跳闸仍然是导致线路跳闸的最主要的原因。

输电线路特征参数主要包括线路的地形地貌、绝缘配置、接地形式和杆塔结构等，这些参数的差异决定着输电线路防雷性能的好坏。

1 防雷差异化治理策略

输电线路防雷差异化治理策略可以分为四个步骤实现，分别是防雷安全风险评估、改造方案制定、技术经济性评价、投入与预期收效。

2 防雷差异化设计

架空输电线路的防雷措施应按照输电线路在电网中的重要程度、线路走廊雷电活动强度、地形地貌及线路结构的不同，进行差异化配置，重点加强重要线路和多雷区、强雷区内线路的防雷保护。

防雷差异化设计可以从四个方面入手，分别是地线保护角、绝缘配置、 接地电阻和线路避雷器。

3 实例

在对具体线路工程进行防雷差异化设计过程中，需要针对该线路工程的实际需要，选择合适的防雷差异化设计方案。下面以一条在建的220kV同塔双回线路为例，介绍一下防雷差异化设计的实际应用情况。

3.1 工程概况

该线路工程为在建工程，位于沿海地区，起讫点均为在建的变电站，电压等级为220kV，长度约为30km，本期新建2回，采用同塔双回路方式架设。导线为2×JL/LHA2-210/220铝合金芯铝绞线，地线一根为JLB40-150铝包钢绞线，另一根为OPGW-150光纤复合架空地线。

本工程在可研及初设阶段，建管单位及设计规范中都没有针对输电线路的防雷差异化设计的要求，但是在建设过程中，按照建设单位的需要，对该工程进行防雷差异化的校验。

3.2 防雷差异化设计方案

（1）地线保护角

由于本工程在设计阶段，对地线保护角的设计方案已经满足GB50545—2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》中的要求，另外，铁塔已经开始进入生产阶段，部分铁塔都已经施工完毕，所以更改铁塔结构，调整地线保护角是没有必要，且是不可行的。

（2）绝缘配置

目前该工程的设计方案是，直线塔的2回线路均采用单联或双联悬垂串，绝缘子采用FXBW-220/120-3复合绝缘子。

根据建设单位和设计单位的沟通情况，考虑对该线路工程具有正常绝缘的一回线路上适当增加绝缘以形成不平衡绝缘。即在直线塔的其中1回线路上，对悬垂串上的复合绝缘子加装2片或1片盘型瓷绝缘子；直线塔的另1回线路上，悬垂串上仍为复合绝缘子，不加装盘型瓷绝缘子。绝缘子参数如表1所示。

表1 绝缘子参数表

按上述防雷差异化设计方案，直线塔的其中1回线路的绝缘子串长度会增加292mm或146mm，因此需要校验其间隙圆是否还能满足要求，还需要校验导线对地距离是否满足要求

以SZ3直线塔为例，间隙圆图如下图所示。

如下图所示，加装1片盘型瓷绝缘子时，SZ3的上相绝缘子串在带电作业工况不满足最小间隙的要求值（见表2）。

表2 最小空气间隙表

综上所述，由于加装1片绝缘子后，其间隙圆已经不能满足GB50545—2010《110kV～750kV架空输电线路设计规范》中的要求，而铁塔都已经开始加工生产，不能加大铁塔的尺寸，所以绝缘配置无法进行调整。

3.3 接地电阻

该工程的原接地方案是镀锌圆钢，环绕在铁塔周围。根据建设单位和设计单位的沟通情况，调整为在铁塔接地线的四周，加装接地模块，平行接地线及引下线仍为镀锌圆钢。

图 SZ3加1片绝缘子间隙圆图

此部分调整对工程整体造价影响很小。

3.4 线路避雷器

由于该工程附近的输电线路没有安装线路避雷器的运行经验，所以建设单位和设计单位对加装线路避雷器均持保留态度。

4 结束语

目前，输电线路常用的防雷措施有降低杆塔接地电阻、减小地线保护角、加装线路避雷器、增强绝缘配置、加设耦合地线、安装塔头避雷针、避雷线侧针、绝缘子并联间隙等。只有按照输电线路雷击故障规律配置这些防雷措施，并针对各个杆塔防雷薄弱点选择有针对性、有差异的防雷措施，才是提高防雷工程技术性和经济性的有效途径。

对于新建线路，选择合理的差异化防雷措施，应尽量在输电线路的前期设计中就考虑在内，才能使工程的经济技术性达到最佳；对于已建线路，依据线路防雷改造目标与经费预算,选择最佳改造方案。

[1]GB 50545—2010 110kV～750kV架空输电线路设计规范[S].

[2]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：中国电力出版社，2003.

[3]陈家宏,吕军,等.输电线路差异化防雷技术与策略[J].高电压技术, 2009,12（12）.

2016-12-25）