66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)研究

代 金

遼河油田電力集團(tuán)公司送電工區(qū)，遼寧 盤錦 124010

結(jié)構(gòu)復(fù)雜距離較長(zhǎng)的66kV輸電線路貫穿于平原、丘陵、山區(qū)等特殊地帶，受當(dāng)?shù)貧庀髼l件以及周圍運(yùn)行地理地貌等條件的影響，其很容易遭受雷擊破壞。雷擊是架空輸配電線路故障中最為常見(jiàn)的非人為因素引起的故障，據(jù)一些文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)雷擊導(dǎo)致線路發(fā)生跳閘故障或停電事故等故障率大約在27.5%左右另外兩大因素為外力破壞和認(rèn)為誤操作的首要因素，其雷擊故障大約占非人為因素線路故障的40%以上，也就是說(shuō)每年架空輸電線路由于雷擊導(dǎo)致的故障率非常高，同時(shí)其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也非常大。

1 66kV輸電線路雷擊破壞性能分析

在日常運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，雷擊是造成66kV架空輸電線路發(fā)生跳閘停電事故的主要因素，同時(shí)雷電擊中架空線路后會(huì)沿輸電線路傳播侵入進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)變電所中，危害變電站內(nèi)部電氣一次設(shè)備或控制保護(hù)二次設(shè)備的安全正常運(yùn)行。從而輸電線路實(shí)際運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，感應(yīng)雷過(guò)電壓通常不會(huì)對(duì)66kV輸電線路帶來(lái)安全運(yùn)行威脅。雷擊過(guò)程中產(chǎn)生的雷電流會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)流過(guò)雷擊點(diǎn)處的物理阻抗，從而使雷擊點(diǎn)對(duì)地電位瞬間升高很大，此時(shí)若雷擊點(diǎn)與輸電導(dǎo)線間的電位差值超過(guò)輸電線路運(yùn)行安全絕緣裕度時(shí)，其沖擊放電電壓就會(huì)對(duì)輸電導(dǎo)線發(fā)生閃絡(luò)，即工程中常說(shuō)的反擊現(xiàn)象；當(dāng)雷電繞過(guò)66kV輸電線路避雷線而直接擊中輸電導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)引起輸電線路發(fā)生雷擊過(guò)電壓，此類雷擊現(xiàn)象工程中常稱為繞擊。但從實(shí)際運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，66kV輸電線路發(fā)生繞擊的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直擊。

當(dāng)輸電線路發(fā)生雷擊故障后，會(huì)使線路發(fā)生短路接地故障，同時(shí)在雷擊過(guò)電壓瞬時(shí)作用下，會(huì)使導(dǎo)線對(duì)地、避雷線或者桿塔等構(gòu)建物發(fā)生過(guò)電壓閃絡(luò)，輸電線路工頻電壓會(huì)沿此閃絡(luò)通道繼續(xù)放電，進(jìn)而演變發(fā)展為工頻電弧接地故障。此時(shí)輸電線路相關(guān)繼電保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)采集到雷電事故信號(hào)，操作線路斷路器進(jìn)行跳閘保護(hù)，從而影響輸電線路的安全穩(wěn)定的正常輸送電能資源。

2 66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)措施

在構(gòu)筑66kV輸電線路綜合防雷技術(shù)方案時(shí)，不僅要全面考慮輸電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要程度以及電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行模式，同時(shí)還要充分分析線路建設(shè)去得雷電活動(dòng)強(qiáng)弱、地形地貌、以及桿塔基址處的土壤電阻率高低等特征條件，并借鑒已成功投運(yùn)多年的相關(guān)線路工程的防雷措施，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面構(gòu)筑科學(xué)合理、高效經(jīng)濟(jì)的輸電線路綜合防雷方案。

2.1 架設(shè)避雷線

通常來(lái)說(shuō)，架空輸電線路的電壓愈高，其采用避雷線所能取得的防雷效果愈好，同時(shí)避雷線在輸電線路總投資造價(jià)中所占的比重也相應(yīng)越低（對(duì)于66kV架空輸電線路而言，避雷線總透著成本一般不超過(guò)輸電線路總造價(jià)的10%）。按照架空輸電線路防雷接地相關(guān)技術(shù)規(guī)范可知，對(duì)于66kV架空輸電線路通常應(yīng)全線架設(shè)避雷線，以提高整體輸電線路綜合防雷性能水平。為了提高避雷線對(duì)架空輸電導(dǎo)線雷擊屏蔽效果，確保雷電不會(huì)繞過(guò)避雷線而直接擊中輸電導(dǎo)線發(fā)生繞擊事故，應(yīng)該在設(shè)計(jì)過(guò)程中避雷線對(duì)輸電線路邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)盡量做小一些，按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，保護(hù)角一般選用20°～30°范圍內(nèi)其保護(hù)效果較好，可以有效降低輸電線路繞擊率。

2.2 降低輸電線路鐵塔接地電阻

避雷線與桿塔腳電阻相配合可以有效提高輸電線路防雷特性，即在雷擊輸電線路時(shí)能夠起到大幅度降低雷擊過(guò)電壓的作用，故而采用避雷線與桿塔腳電阻相配合的防雷方案對(duì)于66kV輸電線路而言，可以起到非常有效的防雷保護(hù)作用。按輸電線路防雷保護(hù)相關(guān)規(guī)程技術(shù)要求，有避雷線的66kV架空輸電線路，當(dāng)其土壤電阻率在2000Ω·m時(shí)，其每基鐵塔塔腳工頻接地電阻值在雷季（以平均雷暴日數(shù)大于40次的地區(qū)來(lái)看），其值應(yīng)不超過(guò)30。也就是在日常運(yùn)行過(guò)程中要經(jīng)常測(cè)試線路桿塔接地電阻值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地電阻值超過(guò)規(guī)定允許范圍時(shí)，應(yīng)采取敷設(shè)降阻劑、爆破壓入低電阻率材料、多分支外引接地極、伸長(zhǎng)水平接地體等將阻方式降低輸電線路鐵塔接地電阻，有效提高輸電線路綜合防雷性能水平。

2.3 架設(shè)耦合地線

當(dāng)采取常用降阻措施不能將線路鐵塔接地電阻降低到允許范圍內(nèi)時(shí)，可以采取架設(shè)耦合地線的降阻措施。架設(shè)耦合地線實(shí)際上就是在輸電導(dǎo)線下方（或通過(guò)計(jì)算需要保護(hù)的范圍附近）再增設(shè)一條防雷接地線，從而提高輸電線路的綜合防雷性能。架設(shè)耦合地線后，可以加強(qiáng)輸電線路避雷線與架空導(dǎo)線間防雷耦合性能，從而減少絕緣子串兩端雷擊過(guò)電壓的反擊電壓和感應(yīng)電壓分量對(duì)線路正常運(yùn)行的影響。架設(shè)耦合地線后可以為雷擊線路鐵塔塔頂，向相鄰鐵塔分流提供雷電流泄流通道。從大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，66kV輸電線路采取架設(shè)耦合地線后，其對(duì)減小線路雷擊跳閘率有明顯的效果，尤其對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)的架空輸電線路的防雷其效果更為明顯。

2.4 裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置

裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置是我國(guó)66kV及以上高壓輸電線路廣泛采用的提高線路防雷水平的一種技術(shù)措施。在安裝了自動(dòng)重合閘裝置后，66kV及以上高壓輸電線路雷擊自動(dòng)重合閘成功率可以達(dá)75%～95%。因此，高壓輸電線路加裝線路自動(dòng)重合閘裝置后可以有效提高線路供電可靠性。但當(dāng)線路出現(xiàn)雷擊瞬時(shí)故障后，雖然線路重合閘成功，但還是要對(duì)線路瞬時(shí)故障加強(qiáng)巡查，并分析和判斷雷擊原因，全面清查出線路中可能存在的安全隱患，有效提高輸電線路綜合運(yùn)行可靠性。

3 結(jié)論

在66kV架空輸電線路日常檢修維護(hù)過(guò)程中，對(duì)于經(jīng)常容易受到雷擊的重點(diǎn)地段，如線路中跨越高土壤電阻率的路段，應(yīng)結(jié)合相關(guān)先進(jìn)的綜合防雷措施提高輸電線路綜合防雷水平，并采取分布改善輸電線路接地工況等技術(shù)手段，降低輸電線路桿塔接地電阻值，減少雷擊事故，確保整個(gè)輸電線路安全穩(wěn)定的高效運(yùn)行。

[1]孫培利.論架空線路遭雷擊原因及防雷措施[J].安裝，2007(6)：37-38.

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