輸電線路可調式過電壓防雷保護裝置的研究與應用

徐艷聰

【摘要】本文著重結合輸電線路鐵塔的運行環境，通過對受雷擊災害嚴重的輸電線路進行調研，研究分析了應對輸電線路雷電災害的技術措施，有效降低輸電線路受雷擊災害的影響。

【關鍵詞】輸電線路；可調式過電壓；防雷保護裝置

作為煤礦生產供電部門，其安全供電直接影響著礦井的安全生產，因此提高供電的可靠性，確保安全生產是首要任務。隨著現代科學技術的發展，一些新技術、新設備的應用給我們的安全生產創造出更大的經濟效益，同時也是電力技術發展的必然趨勢。

一、線路運行現狀概況分析

山西陽泉煤業（集團）有限責任公司發供電分公司所轄電網系統的主供電線路一般都分布在偏遠山區，特別是電力線路不可避免要經過山區、丘陵和河流地帶，而且由于采煤塌陷積水、私挖濫采礦井區域逐漸增加的實際情況，使得這些地帶的雷電活動特別頻繁，對電網安全穩定運行的影響較大，因此作為雷電災害頻繁的供電區域，電網系統的防雷工作尤為重要。

為確保供電系統安全穩定供電，保證礦井安全生產，防止雷擊事故是電力單位技術研究的主要努力方向。為此，近年來我們主要對輸電線路防雷工作進行調研和分析。我們重點針對以下環境的輸電線路進行分析：一是線路布置在山上或跨越山谷，地形條件復雜，并容易產生畸變；二是線路運行區域所處地勢高，雷電活動相當頻繁，易發生雷擊跳閘事故；三是桿塔所處位置地質條件較差，土壤電阻率高，線路鐵塔接地電阻偏高；四是桿塔周圍土質差，多屬巖石分布，導致鐵塔的接地極及接地引線銹蝕嚴重，甚至部分鐵塔接地極出現斷裂的情況等。

通過對輸電線路目前運行現狀的調研和分析，公司重點研究降低輸電線路受雷擊災害影響的技術，采取了一系列措施，以提高線路防雷水平，從而保證輸電線路的安全穩定運行。雖然采取了線路鐵塔接地電阻、加裝線路避雷器裝置等措施，但是從近年來線路運行情況看，仍存在雷擊跳閘事故的發生，給電網安全穩定運行造成影響，對礦井安全生產構成威脅。

綜上所述，都說明雷擊災害對輸電線路的安全穩定供電構成了極大的威脅，因此防雷擊災害是確保輸電線路安全供電首要工作。

二、線路可調式過電壓防雷保護裝置的研究與應用

為減少和避免線路設備及變電站設備在遭受雷擊情況下，受損造成的事故。公司通過考察研究分析，針對輸電線路運行現狀，對受雷擊災害嚴重線路及時采取輸電線路防雷新技術，在線路上加裝可調式過電壓防雷保護裝置。

1.新技術應用原理

可調式過電壓防雷保護裝置是為了防止線路絕緣子在雷擊時受到損傷，保護絕緣子。因為在雷電過電壓發生時，雷電流和其隨后的工頻續流不流過絕緣子表面。如果雷電流或工頻續流流過絕緣子表面時，或多或少都會使絕緣子受到損傷，且由于是固體和氣體交界面的絕緣結構，受絕緣子表面污穢的影響和電場畸變的影響不利于電弧的熄滅，即雷電建弧率高，嚴重時會使絕緣子完全破壞。而在絕緣子串兩端并聯一鍍銅可調球型間隙，使間隙的沖擊放電電壓略低于絕緣子串的雷擊放電電壓，在雷擊線路時閃絡時，通過并聯間隙引弧角把電弧引到該間隙處，從而保護絕緣子串免受電弧灼傷。另外，由于在雷電擊穿時，間隙擊穿是屬于純空氣擊穿，一方面電弧通過引弧角并受風力和電動力的共同作用電弧被拉長，有利于電弧熄滅，使雷擊建弧率下降；另一方面，如果線路跳閘后，純空氣間隙的去游離強，間隙絕緣會迅速恢復，有利于重合閘的重合成功。因而，在線路絕緣子并串聯pkj-35型球形過電壓保護裝置防雷，一方面可有效保護絕緣子不受損壞，延長了絕緣子的使用壽命；另一方面可降低跳閘率，較大的提高線路重合閘成功率。

2.新技術應用技術要求

通過線路現狀調研，選擇可調過電壓保護裝置合適的安裝間距，能很好的釋放產生的任何形式的過電壓，可靠保證線路安全運行。因此，公司及時組織對所安裝線路進行研究分析，確定安裝方案及技術要求。

（1）供電線路絕緣子串加裝保護裝置必須根據現場實際選擇合適的間隙距離，通過測試線路所需間隙距離，如表1所示：

表1 線路絕緣子串并聯保護裝置的間隙距離

絕緣子型號 保護裝置的間隙距離（mm）

XWP2-70 510

（2）桿塔應可靠接地，其接地電阻必須符合線路運行要求。

（3）可調接地支架的安裝，將接地支架置于導線的左側或右側300mm處，通過緊固螺栓將其緊固在橫擔上。

（4）pkj-35a型過電壓保護裝置的導線電極的安裝，將導線球形電極置于導線上（耐張塔的跳線上）并與接地支架的可調球形電極安裝位置基本一致，電極垂直與導線（如圖1所示）。

圖1

pkj-35b型過電壓保護裝置的可調電極的安裝（如圖2所示），將可調電極置于接地支架的可調電極的安裝孔內，使電極基本垂直與導線，并與導線電極水平距離保持300mm以上。

圖2

三、可調式過電壓防雷保護裝置新技術應用成效

公司2012年針對受雷擊災害嚴重線路加裝可調式過電壓防雷擊保護裝置。從近兩年運行現狀分析，受雷擊災害造成事故現象明顯減少，線路運行正常平穩。現對運行情況分析如下：

1.新技術投入運行后運行至今未發生線路雷擊故障跳閘事故及裝置引起的線路跳閘事故。

2.有效保護絕緣子，延長其使用壽命。線路所處的周邊環境比較惡劣，污穢程度嚴重，其中包括選煤廠和鋁業公司等生產企業，導致絕緣子受腐蝕情況嚴重加劇，線路絕緣效果降低，線路在經受雷電時絕緣子易受到雷電損傷。對比以前發生絕緣子雷擊損傷情況，未再發生類似現象。

3.降低線路雷擊損傷。鍍銅可調球型間隙保護裝置的使用，直接有效的保護線路設備及變電站設備受雷擊的傷害，保護了電網的安全運行。

實踐運行說明，可調式過電壓防雷保護裝置可有效保護輸電線路在經受雷電災害的情況下安全可靠運行，有效降低線路的雷擊次數，保證線路安全穩定運行，確保礦井的安全生產。

參考文獻

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