35kV架空線路的防雷保護(hù)措施

安北辰

摘要：本文介紹了35kV線路遭受雷擊后的危害。采用典型的防雷保護(hù)接線；在35kV線路變電所進(jìn)出線段架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；在無避雷線桿塔上裝設(shè)金屬性消雷器，這些防雷技術(shù)措施，可以使35kV線路免受雷擊的危害。

關(guān)鍵詞：大氣過電壓；避雷線；不平衡絕緣；金屬性消雷器；避雷器；自動(dòng)重合閘

一、前 言

35kV線路一般分布很廣，雷雨季節(jié)遭受雷擊機(jī)會(huì)很多。線路遭受雷擊有三種情況：一是雷擊于線路導(dǎo)線上，產(chǎn)生直擊雷過電壓；二是雷擊避雷線后，反擊到輸電線上；三是雷擊于線路附近或桿塔上，在輸電線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。

雷電進(jìn)行波順線路侵入到變電站，威脅電氣設(shè)備的絕緣，造成避雷器爆炸、主變壓器絕緣損壞等事故，直接影響了變電站的安全運(yùn)行。為了提高供電的可靠性，減少因大氣過電壓造成的危害，對(duì)35kV架空線路應(yīng)采取必要的防雷保護(hù)措施。

二、35kV架空線路應(yīng)采取的的防雷保護(hù)措施

1、選擇典型的防雷保護(hù)接線

防止35kV線路直擊雷和進(jìn)行波最有效的方法是架設(shè)避雷線。但因雷擊避雷線時(shí)，避雷線上產(chǎn)生的電位相當(dāng)高，35kV線路的絕緣水平承受不了這個(gè)高電壓，容易造成反擊，同樣會(huì)引起線路跳閘，同時(shí)避雷線線路造價(jià)又高，因此，35kV線路只在變電所進(jìn)出線段，根據(jù)變壓器容量，架設(shè)1～2公里避雷線，以限制流進(jìn)避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度。為了降低侵入波的峰值和陡度，35kV線路除架設(shè)避雷線外，限制侵入波峰值的辦法是在避雷線兩端桿塔上還加裝管型避雷器或保護(hù)間隙。為此，35kV線路和變電所要選擇典型防雷保護(hù)接線，如圖1所示：

圖中：HY5W2-52.7/134型氧化鋅避雷器；

GB1-2-GXS（35/2-10）型管型避雷器。

2、35kV線路防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)要求

2.1避雷線的選擇

2.1.1帶避雷線桿塔的選擇

帶地線的35kV線路，要選用定型的桿塔，以確定避雷線懸點(diǎn)高度和與導(dǎo)線間垂直距離h和避雷線的保護(hù)角α=tg-1S/h（度）。一般水泥雙桿h為3.25m-4m為雙根避雷線，鐵塔h為5.7m為單根避雷線，以滿足角α為20°～30°的要求。

2.1.2 避雷線截面S的選擇

避雷線截面和導(dǎo)線截面要適當(dāng)配合：LGJ-35-70平方鋼芯鋁導(dǎo)線，選用GJ-25平方鍍鋅的鋼絞線為避雷線，LGJ-95-185平方的導(dǎo)線，選用GJ-35平方的避雷線。

2.1.4降低避雷線桿塔的接地電阻

帶架空地線的桿塔，避雷線要可靠接地。降低避雷線桿接地電阻R是提高線路耐雷水平反擊的有效措施。

雷雨季節(jié)前，每基桿塔接地裝置的工頻接地電阻值，應(yīng)使用ZC—8型接地測(cè)量儀測(cè)試桿塔基礎(chǔ)土壤電阻率ρ后再?zèng)Q定R值：

ρ=2πσR（Ω·m） （3）

式中：R——測(cè)試儀讀數(shù)，Ω；

σ——四根金屬探測(cè)棒等距離，m；

桿塔工頻接地電阻值不超過表值：

2.2提高線路絕緣水平采用不平衡絕緣方式

35kV系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，線路受雷擊引起大氣過電壓，多數(shù)引起單相閃烙接地，而不會(huì)引起開關(guān)跳閘，只有引起兩相絕緣子閃烙后，形成弧光接地短路，才能引起線路開關(guān)跳閘。因此只要加強(qiáng)線路絕緣水平，就不會(huì)引起開關(guān)跳閘，因此最好選用免維護(hù)的35kV硅膠絕緣子串。

在無避雷線地段，其桿型為上字型三角排列的直線桿塔，中相安裝三片XP-7型懸式絕緣子，而兩邊相安裝4片XP-7型絕緣子，造成絕緣差異。當(dāng)線路受雷擊過電壓時(shí)，中相絕緣較低，先閃烙放電接地，閃烙后的中相導(dǎo)線相當(dāng)于一條接地線，增加另外兩邊線的耦合作用，使之邊相不再發(fā)生絕緣閃烙，就不會(huì)引起弧光短路使線路開關(guān)跳閘。

2.3 桿塔上安裝長針金屬消雷器或避雷器

在山腳下，河邊無避雷線的桿塔，因土壤電阻率較高，最容易受直擊雷。在桿塔頂部安裝長針金屬消雷器可以使桿塔免受直擊雷的危害。對(duì)直線單桿安裝一付，雙桿安裝兩付，并用GJ-35鋼絞線可靠接地，接地電阻值不超過表1值。長針消雷器：長針用φ14×2000（mm）圓鋼五根，針尖錐度越尖越好，均勻水平排列焊接在250×5×3000（mm）角鋼上，用Φ18U型抱箍固定在桿頂上。

近幾年，在易受雷擊的桿塔上，中相安裝35kV氧化鋅避雷器，也能起到防雷作用。

2.4 采用自動(dòng)重合閘裝置

前幾種防雷保護(hù)，只對(duì)較小雷電流有效，對(duì)特大雷電流還是無能為力的，為此35kV線路采用自動(dòng)重合閘作為補(bǔ)救措施。當(dāng)線路受到雷擊引起相間短路，保護(hù)動(dòng)作使開關(guān)跳閘，經(jīng)一段時(shí)限，自動(dòng)重合閘使開關(guān)重新合閘。如果故障消除，線路可恢復(fù)供電，否則由保護(hù)再次使開關(guān)跳閘。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，線路受雷擊在電弧熄滅后，其電氣強(qiáng)度一般都能很快恢復(fù)，因此采用自動(dòng)重合閘時(shí)，有60～75%的雷擊跳閘事故都能重合成功恢復(fù)供電，這對(duì)保證安全供電起很大作用。

3、搞好線路的施工及維護(hù)工作

搞好新建線路的緊放線工作，是保證導(dǎo)、地線弧垂相配合的關(guān)鍵。在連續(xù)檔距架設(shè)導(dǎo)、地線工作，其弧垂大小要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫t，查看本工程設(shè)計(jì)的導(dǎo)、地線弧垂安裝曲線，不能采用氣象區(qū)不同、安全系數(shù)不同的其它工程的導(dǎo)、地線弧垂安裝曲線。要選擇適當(dāng)弧垂測(cè)檔距LC。若觀測(cè)檔距LC與本耐張段的代表檔距LD不等時(shí)，則應(yīng)根據(jù)代表檔距查出安裝曲線的弧垂值，然后折算到觀測(cè)檔距，折算公式為：

fC =fD（LC/LD）2（m） （4）

式中：fC——觀測(cè)檔距實(shí)際應(yīng)取的弧垂，（m）；

fD——用耐張段的代表檔距LD從弧垂曲線查得弧垂，（m）；

Lc——觀測(cè)檔檔距，（m）；

LD——觀測(cè)檔在耐張段的代表檔距，（m）

連續(xù)檔緊線，導(dǎo)、地線的弧垂還要考慮初伸長的的影響，可用降溫補(bǔ)償法，對(duì)鋼芯鋁導(dǎo)線降溫△t-15℃；對(duì)鋼絞線降溫△t=10℃。

新線路完工后，要對(duì)每個(gè)耐張段的導(dǎo)、地線弧垂值進(jìn)行驗(yàn)收，按弧垂曲線標(biāo)準(zhǔn)，其誤差值不允許超過規(guī)定值，否則垂新調(diào)整弧垂。

新線路投入運(yùn)行后，應(yīng)定期進(jìn)行巡視檢查，每年應(yīng)進(jìn)行一次停電登桿檢查，清掃絕緣子片，發(fā)現(xiàn)有放電、擊穿的絕緣子應(yīng)進(jìn)行更換

三、結(jié)束語

我單位現(xiàn)有35kV線路59條791.01公里，在每年的線路改造期間，我們按上述防雷保護(hù)措施對(duì)35kV線路進(jìn)行技術(shù)改造，提高了線路質(zhì)量。線路改造后，加強(qiáng)了對(duì)35kV線路的運(yùn)行管理工作，經(jīng)幾年雷雨季節(jié)，因大氣過電壓發(fā)生過跳閘事故率已大大降低，供電的可靠性明顯提高。