探讨高压架空送电线路采用“疏导”型思想的防雷保护

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探讨高压架空送电线路采用“疏导”型思想的防雷保护

作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-24 10:13:52

陈勉¹　吴碧华² 罗真海²
1．佛山电力工业局，广东佛山528000；2．广州电力工业局送电管理所，广东广州510245    电力生产的实际运行经验表明，雷害引起的事故约占总事故的30%以上。在电力系统故障统计中，架空送电线路雷击故障所占比例一直居高不下，成为困扰安全供电的一个普遍难题。
   表1是佛山电力系统110 kV及以上线路近年来雷击造成线路绝缘子损坏及重合闸情况统计，从表1可看出，雷击造成线路绝缘子损坏占雷击总次数10%以上，1996年最高达到的57.2%，绝缘子烧伤情况则更为严重，达42.8%～88.4%，说明雷击对线路绝缘子的损坏非常严重，是造成重合闸不成功的主要原因。

1　架空送电线路现行防雷保护现状及评价
　目前，架空送电线路仍采用“堵塞”型的防雷保护思想，所采取的保护措施有：架设避雷线，降低杆塔接地电阻，加强绝缘，采用不平衡绝缘，架设耦合地线，安装线路型避雷器等。这些防雷保护措施均有其优缺点：架设避雷线对减少雷电绕击导线的概率和提高反击耐雷水平有非常重要的作用，但无法完全避免绕击或侧击；降低杆塔接地电阻对减少雷击反击跳闸率有决定性作用，但超过耐雷水平的雷电流仍将引起线路跳闸，且高土壤电阻率地区难以降阻；加强绝缘受杆塔尺寸及投资的限制，无法理想地降低雷击跳闸率；安装线路型避雷器，保护效果极佳，但由于投资巨大、重量重、安装拆卸运输不便、预试不确定因素等原因，难以大面积采用，图1为现行的防雷措施效果比较。

   由于线路雷击跳闸率是考核电网安全运行的重要指标，“堵塞”型防雷保护的核心思想是尽可能地提高线路的耐雷水平，减少雷击跳闸率。这种方式在电源点少、电网网架较薄弱的情况下是合适的,但“堵塞”型雷击闪络意味着需要巨额投资，且技术上难以实施。从几十年的运行经验看，“堵塞”型防雷保护确实发挥着巨大作用，但架空送电线路仍存在一定的雷击跳闸率和事故率，部分地区还相当高，雷击闪络造成了大量绝缘子损坏。
2　架空送电线路采用“疏导”型思想的防雷保护
2．1　“疏导”型思想的防雷保护
　随着电网规模的不断壮大，雷击架空送电线路的概率不断增加，进一步研究经济实用的、新型的线路防雷保护措施是很有必要的。目前，变电站已大量使用性能极好、重合闸成功率极高的SF₆开关，不应再过分强调线路雷击跳闸率。“疏导”型思想的防雷保护方式，其核心是允许线路的雷击跳闸率有少许增加，将雷电流疏导出去，保护绝缘子不被损坏，避免雷击事故发生，达到“不少送电”这一最终目的。
2．2　绝缘子并联间隙防雷保护的可行性　
　日本、德国、法国等国家从20世纪60年代已开始研究在架空送电线路上使用并联放电间隙，并积累了丰富的技术资料和运行经验，现在几乎所有的绝缘子串上都安装有形状各异的放电间隙。在中国,架空送电线路上几乎看不到间隙防雷保护装置，其原因在于：
　 a）早期的电网网架薄弱、油开关性能差，每次开断故障电流对电网和设备的影响较大，故要求尽可能降低线路跳闸率，减少开关动作次数，防雷保护以“堵塞”型方式为主；
　 b）防雷思想保守。随着技术的进步，变电站大量使用SF₆开关，其性能已大大提高，可频繁动作。
　 c）电网不断发展，网架结构越来越强，普遍使用重合闸装置，某一条线路瞬间跳闸对供电可靠性影响不大。
　因此，借鉴国外的研究成果及运行经验，结合中国电网的实际情况，研究和实施在绝缘子串上安装间隙装置这一“疏导型”防雷保护方式是可行的。
2．3　绝缘子并联间隙防雷保护的设想和预期目标　
   在方法上，采用间隙装置并联于绝缘子串上，使雷击沿间隙闪络，并转移、疏导工频电弧弧根离开绝缘子端部金具，保护绝缘子不被损坏，重合闸能够成功，从而使雷击闪络成为瞬时故障，保证电网正常供电。这样做的代价是跳闸率可能有所增加，但事故率会极大降低，尽量满足“不少送电”这一目标。
2．4　绝缘子并联间隙装置的优缺点
　绝缘子并联间隙装置的优点是结构简单、安装方便、价格低廉，保护绝缘子免于电弧烧伤；缺点是造成线路耐雷水平降低少许。在经济和技术条件允许情况下，可增加绝缘子串长度以增加间隙距离、提高耐雷水平。
2．5　绝缘子并联间隙装置的研制工作
　广州电力工业局、佛山电力工业局与中国电力科学研究院合作，对绝缘子并联间隙装置进行了初步的研究和开发，通过设计制作，电场强度计算，雷击跳闸率计算，雷电冲击试验、工频电弧试验几个方面的工作，目前，该项研究已取得重大进展，合成绝缘子并联间隙的初步研制工作已完成，见图2所示，并准备在广州电力工业局试挂网运行。此外，工频电弧试验表明，并联间隙装置在污闪的情况下，亦能保护绝缘子。

3　结束语
　推出架空送电线路采用“疏导”型思想的防雷保护方法，并不代表淘汰“堵塞”型思想的防雷保护。目前国际上认为“疏导”型思想的防雷保护与“堵塞”型思想的防雷保护方法仍然同等重要，若结合中国国情，把“堵塞”、“疏导”型两种思想的防雷保护方法很好地结合起来，因地制宜地应用，并将“疏导型”思想的防雷保护措施作为基本的防雷保护措施之一加以推广应用，送电线路防雷保护工作将迈上一个新台阶。

参考文献

［1］DL/T5092—1999，110～500 kV架空送电线路设计技术规程［S］．
［2］DL/T620—1997，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合［S］．
［3］寻凯，何成华．绕击是造成湖北地区500 kV线路雷击跳闸的重要原因［J］．中国电力，2000（6）：55—58．

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