淺談35kv架空線路雷害的形式及防雷措施

江東君

（云南電網(wǎng)公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

1 雷擊區(qū)和遭遇雷擊的線路

根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，架空線路故障一半以上是雷擊引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低架空線路的故障，進(jìn)而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率，確定雷擊區(qū)和易遭雷擊的線路及桿塔，便于針對(duì)性地做好防雷工作，確保線路的安全運(yùn)行。

2 雷害的形式

為了防止雷擊電氣設(shè)備而發(fā)生事故，通過對(duì)雷擊區(qū)的確定，進(jìn)而對(duì)35kV線路采取針對(duì)性的防護(hù)措施，使其免受雷擊，或擊而不閃，閃而不弧，從而保證了電氣設(shè)備的安全和穩(wěn)定的供電。雷擊造成的事故稱為雷害事故，雷擊引起線路閃絡(luò),一般有兩種形式。

反擊，雷電擊在桿塔或避雷線上，此時(shí)作用在線路絕緣上的電壓達(dá)到或超過其沖擊放電電壓，則發(fā)生自桿塔到導(dǎo)線的線路絕緣反擊。其電壓等于桿塔與導(dǎo)線間的電位差。雷擊桿塔時(shí)，最初幾乎全部電流都流經(jīng)桿塔及其接地裝置，隨著時(shí)間的增加，相鄰桿塔參與雷電流泄放入地的作用愈來愈大，從而使被擊桿塔電位降低。為此，要求提高35kV線路無架空地線的絕緣水平外，應(yīng)降低線路架空地線接地電阻。

繞擊，雷電直接擊在相線上。電擊的概率與雷電在架空線路上的定向和迎面先導(dǎo)的發(fā)展有關(guān)，若迎面先導(dǎo)自導(dǎo)線向上發(fā)展，就將發(fā)生繞擊。一般與導(dǎo)線的數(shù)目和分布，鄰近線路的存在，導(dǎo)線在檔距中的弛度及其它幾何因素等都有關(guān)系。為此，要求加強(qiáng)線路絕緣、降低桿塔的接地電阻，重雷區(qū)的線路架設(shè)耦合地線等。

對(duì)于35kV無架空地線的線路，雷擊概率很高。雷電流相當(dāng)大時(shí)，則雷擊電壓過高，就近通過支持絕緣子對(duì)地放電，形成閃絡(luò)，嚴(yán)重時(shí)引起線路斷線、絕緣子擊穿等故障。

3 35kV輸電架空線路的防雷措施

目前，我國(guó)電力行業(yè)的常規(guī)做法：66kV及以上的架空輸電線路，沿全線架設(shè)避雷線；220kV及以上的架空輸電線路，設(shè)置雙避雷線。然而，對(duì)于35kV的架空輸電線路，由于歷史、經(jīng)濟(jì)等方面的原因，沒有采用沿全線架設(shè)避雷線的方法，一般只在變電站和發(fā)電廠的進(jìn)出線段架設(shè)1～2km的避雷線。

35kV單回輸電線路，途經(jīng)高山多雷地帶，年雷電日55天以上，雷擊故障頻繁。為了提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性，我們采取在變電站進(jìn)出線段架設(shè)1～2km架空避雷線和安裝線路型避雷器等綜合防雷措施，取得了良好效果。

3.1 架設(shè)避雷線

架空避雷線是高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要作用：（1）接閃作用，防止雷直擊導(dǎo)線。（2）雷擊塔頂時(shí)，分流雷電流，降低塔頂電位。（3）對(duì)導(dǎo)線的耦合作用，降低雷擊桿塔時(shí)塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間隙）上的電壓。（4）對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。

35kV架空避雷線的技術(shù)要求：

（1）桿塔上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角越小，其遮蔽效果也越好，一般采用20°左右，山區(qū)單避雷線線路采用 25°左右。（2）桿塔上兩根避雷線之間的距離，不應(yīng)超過避雷線與導(dǎo)線間垂直距離的5倍。（3）線路檔距中央導(dǎo)線與避雷線間的最小距離，按雷擊檔距中央避雷線時(shí)不使二者間的間隙擊穿來確定。一般檔距按規(guī)程SDJ-79推薦的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：S≥0.012L＋1式中，S為導(dǎo)線與避雷線間的距離（m）；L為檔距（m）。

3.2 安裝避雷針

用避雷針來保護(hù)架空輸電線路是不經(jīng)濟(jì)的，一般較少采用。當(dāng)遇有下列情況時(shí)，可考慮使用避雷針。

（1）在雷害情況特別嚴(yán)重而又不能架設(shè)避雷線的線路段上，像桿塔機(jī)械強(qiáng)度不夠等情況下。（2）變電站進(jìn)出線段未設(shè)置避雷保護(hù)線，而該段線路經(jīng)過地區(qū)的土壤電阻率又不高時(shí)。（3）旋轉(zhuǎn)電機(jī)的直配線路。

3.3 降低桿塔接地電阻

對(duì)于一般的桿塔，改善其接地方式、降低其接地電阻，是架空輸電線路抗擊雷電、防止跳閘事故最經(jīng)濟(jì)而有效的措施。因接地不良而形成的較高接地電阻，會(huì)使雷電流泄放通道受阻，提升了桿塔的電位。因此，必須加強(qiáng)接地網(wǎng)的改造工作，認(rèn)真處理好接地系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，使避雷線與接地體有可靠的電氣連接。

如果土壤電阻率很高，接地電阻難以達(dá)到30 Ω時(shí)，可采用6～8根總長(zhǎng)不超過500 m的放射形接地體或連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，這時(shí)其接地電阻可不受限制。當(dāng)土壤電阻率（ρ）過高，為了達(dá)到規(guī)定的接地電阻，降低土壤電阻率比增加接地體數(shù)量或面積而更有利時(shí)，可用人工處理方法來降低土壤電阻率。該方法是使用價(jià)廉、腐蝕性弱的鹽類或電阻率較低的物質(zhì)與土壤相混合，或?qū)⑵渎裼诮拥伢w附近。也可因地制宜，安裝引外接地體，把接地體敷設(shè)在土壤電阻率較低的地區(qū)，或采用井式或深鉆式接地體。

3.4 加強(qiáng)線路外絕緣

表1 我公司35kV線路近四年跳閘對(duì)比表

表2 我公司35kV線路近四年跳閘情況一覽表

增加絕緣子串片數(shù)，可提高架空輸電線路的防雷性能。絕緣子片數(shù)越多，其耐雷擊的能力也越強(qiáng)。但是，絕緣子片數(shù)的增加受桿塔塔頭結(jié)構(gòu)及投資的限制，一般桿塔只可增加2～3片。另外，增加絕緣子片數(shù)對(duì)改善線路整體的防雷效果不是十分明顯。

3.5 安裝線路型避雷器

各地實(shí)踐表明，避雷線的防雷效果在平原地區(qū)很好，而在山區(qū)，因地形、地貌的影響，經(jīng)常出現(xiàn)繞擊、側(cè)擊等現(xiàn)象，使得避雷線屏蔽作用失效。而35kV及以下線路，按規(guī)程一般只在發(fā)電廠、變電站的進(jìn)出線段架設(shè)1～2km避雷線，并不沿全線架設(shè)。因此，35kV及以下線路因雷擊而跳閘的事故非常頻繁，電網(wǎng)的運(yùn)行安全受到很大威脅。我們通過多年實(shí)踐證明在線路上安裝線路型復(fù)合外套金屬氧化物避雷器，可極大地提高架空輸電線路的抗雷擊性能，降低線路雷擊跳閘率。我公司從2007年開始，安排大量大修資金，對(duì)管轄的23條35kV架空輸電線路進(jìn)行防雷改造，在各桿塔增補(bǔ)接地的同時(shí)，在每條線路地處高山、多雷區(qū)、易雷擊段等安裝使用6～12組不等避雷器，運(yùn)行情況良好，有力地保障了線路運(yùn)行的安全與可靠性。下圖表是我公司35kV線路安裝避雷器幾年以來的數(shù)據(jù)對(duì)比表：

4 結(jié)語

總之，架設(shè)避雷線，對(duì)提高反擊耐雷有重要作用，但存在繞擊或側(cè)擊現(xiàn)象；加強(qiáng)外絕緣，受桿塔尺寸及投資的限制，無法有效地降低雷擊的跳閘率；裝設(shè)避雷針，投資較大，一般極少采用；降低桿塔接地電阻，對(duì)減少雷擊反擊跳閘率有決定性作用，但高土壤電阻率地區(qū)難以降阻，并且超過耐雷水平的雷電流仍將引起線路跳閘。

所以，高山多雷區(qū)地帶沒有全線架設(shè)避雷線的35 kV及以下架空輸電線路，安裝線路型避雷器是較合適的選擇，它具有安裝方便、性能可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)從表1、表2中可以看出安裝線路避雷器將降低35kV線路雷擊跳閘率起到了很大作用。安裝線路型避雷器與全線架設(shè)避雷線的桿塔比較，能降低桿塔的高度及機(jī)械強(qiáng)度，降低施工難度，具有加快工程施工速度、節(jié)約投資、避免絕緣子閃絡(luò)、減少跳閘停電等優(yōu)點(diǎn)。35 kV架空輸電線路的防雷實(shí)踐表明，在雷電活動(dòng)嚴(yán)重的“易擊段、易擊點(diǎn)及易擊相”以及山區(qū)或高土壤電阻率地區(qū)，采用綜合防雷措施，投資省、改造快、效果好，很有推廣價(jià)值

[1]黃少紅.如何有效防止架空輸電線路雷擊發(fā)生[J].廣東科技,2007,(S2).