35千伏防雷

35kV输电线路防雷 （荆门电力勘测设计院 吴静 ） 摘要分析荆门35kV输电线路现状，对雷电进行概述，提出输电线路防雷思想，结合实际总结35kV输电线路防雷措施。 关键词35kV输电线路 雷击过电压 防雷措施 一．荆门35kV输电线路现状 十月份，荆门电力勘测设计院对钟祥、京山、沙洋等十条35kV线路改造进行设计。这些线路基本都是上世纪70年头投运的，线路运行时间较长，在风吹日晒下，大部分导、地线严峻锈蚀氧化、绝缘子劣化率不断上升、杆塔风化严峻，导致35kV线路在雷雨天气时，多次遭遇雷击发生导线断股断线和瓷瓶裂开等状况，导致断路器跳闸，对居民用电造成影响，对电网的平安运行造成威逼。下表为其中的一条麻城变至沈集变35kV输电线路自2006年以来的故障状况。 从上图可以看出，雷击是造成线路跳闸停电事故的主要缘由。35kV架空输电线路是电力系统的重要组成部分，由于35kV输电线路途长点多,输送距离远,长期暴露在旷野或高山上,且跨越地形困难多变,极易受到外界的影响和损害，其中最严峻的影响便是雷击。35kV架空输电线路遭遇雷击时，很简单发生导线断裂、瓷瓶裂开等状况，造成线路断路或接地短路等故障，产生强大的放电电流，导致线路断路器跳闸停电。同时，雷击线路行成的雷电过电压波，沿线路传播侵入变电站也是危害变电站设备平安运行的重要因素。因此，我们在线路设计时尤为注意防雷设计，实行有效线路防雷措施降低线路的雷击跳闸次数，确保电网平安运行。 二．雷电基本概述 我们要实行有效地防雷措施降低35kV线路的雷击跳闸率，首先必需了解雷电的形成、雷电过电压的分类。 1.雷电放电过程 （1）雷云的形成在雷雨季节，太阳使地面部分水分汽化，同时地面空气受热地面的作用变热上升称为热气流，上升的热气流遇到高空的冷空气时，水蒸气就会凝聚成为小水滴而形成热雷云。 （2）雷云带电雷云的带电是综合性的，云中水滴被强气流吹裂时，较大的水滴带正电，较小的水滴带负电，小水滴同时被气流携走；另外，云中水滴在凝聚时，冰粒会带正电荷，没有结冰的水滴带负电荷。因此，云中各部分带不同的电荷。雷云带电的过程也可能是和水滴汲取离子、相互撞击或融合的过程有关。 （3）雷云放电雷云放电主要是云间或是云内进行，只有一小部分是对地发生，而对地放电危害对大。雷击放电的一般过程包括先导、主放电和余辉三个阶段。 ①先导阶段主要是形成放电通道； ②主放电阶段会产生剧烈的电荷中和过程，出现极大的电流，主放电过程达到云端时就基本结束了，虽然功率很大，但雷电产生的能量很少； ③余晖阶段，云中残余电荷经过主放电通道流向大地，云中多余的电荷主要是在余晖阶段流向大地，造成强大的电流，地面建筑物损害极大。 2.雷电分类 （1）依据雷击过电压形成的物理过程，雷电过电压可以分为直击雷过电压和感应雷过电压。 （2）直击雷过电压为雷电干脆击中杆塔，避雷线或导线引起的线路过电压；运行阅历表明，直击雷过电压对电力系统的危害最大。依据雷击线路部位的不同直击雷过电压又分为两种状况。一种是雷击线路杆塔或是避雷线时，雷电流通过雷击点阻抗使该点对地电位大大上升，当雷击点与导线间的电位差超过导线绝缘的冲击放电电压时，会对导线发生闪络，使导线出现过电压，因为杆塔或是避雷线的电位（确定值）高于导线，通常称为反击雷过电压；另一种是雷电干脆击中（无避雷线）或绕过避雷线击中导线，干脆在导线上引起过电压，通常称之为绕击雷过电压。 （3）感应雷过电压是雷击线路旁边大地，由于电磁感应在导线上产生的过电压，感应雷过电压对35 kV 及以下绝缘水平较低的线路破坏较大,常引起绝原因障,影响线路的正常运行。感应雷过电压包括静电感应和电磁感应两个重量，主放电起先后，先到通道中的负电荷自下而上被快速中和，相应电场快速减弱，使导线上的正束缚电荷快速释放，由于主放电速度较快，所以导线中的电流很大，即形成向导线两侧运动的静电感应过电压波，这种过电压就是感应过电压的静电重量；在主放电过程中，伴随着雷电流冲击波，在放电通道四周空间出现甚强的脉冲磁场，磁场与导线相交时，则会在导线上感应出确定的电压称为感应雷击过电压的电磁重量。感应雷过电压电磁重量很小，一般只考虑静电重量。 反击的特征杆塔的耐雷水平很低；接地电阻大，同一杆塔有多相闪络；闪络杆塔在易受雷击地区，历年落雷频繁；相邻的杆塔可能同时闪络但不同相。 绕击的特征杆塔处于易受雷击地区，历年落雷频繁；杆塔的耐雷绝缘水平很高；接地电阻很小，同一杆塔发生多相闪络；一基杆塔或相邻两基杆塔的顶相或同一边相闪络；山区较高的杆塔，相邻两基中相或边相闪络。 三．输电线路防雷性能指标 输电线路防雷性能的重要指标是耐雷水平和雷击跳闸率。耐雷水平是指雷击时,线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值 KA，耐雷水平越高，线路耐雷性能越好。当雷电流大于线路耐雷水平常，线路绝缘闪络，导线上的运行工频电压就有可能在冲击闪络通道上建立工频电弧，使继电爱护装置动作，线路断路器跳闸。输电线路的雷击跳闸率n是指雷电活动强度折算为每年40个雷暴日、线路长度折算至100km的条件下,每年雷击引起线路跳闸的次数,即次/ 100km年。因此，输电线路防雷爱护的任务在于依据技术经济比较,实行合理的防雷措施以满意有关规程规定的耐雷水平值的要求,尽量降低雷击跳率。 四．35kV线路防雷思想 在进行35kV线路改造设计时，要提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率。经上面对雷击过电压的产生以及分类概述。 35kV线路在防止直击雷过电压时，要做到好“四道防线”，将雷电过电压进行抑制和疏导至地,在一切进雷通道上采纳引、泄、堵、消、防、避等措施，确保电力设施的平安运行。 （1）防直击，就是使输电线路不受直击雷，实行措施是优化防雷设计，线路架设避雷线和避雷针、有架空线路改用电缆线路等。 （2）防闪络，就是使输电线路受雷后绝缘不发生闪络、实行的措施是加强线路绝缘水平、降低杆塔的接地电阻、增加耦合和分流（双避雷线、耦合地线）、采纳氧化锌避雷器等。 （3）防建弧，就是使输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧，实行的措施是系统中性点采纳非有效的接地方式（消弧线圈接地方式）、增加绝缘子片数等。 （4）防停电，就是使输电线路建立工频电弧后不中断电力供应，实行的措施是装设自动重合闸装置、环网供电、双回路途路采纳差绝缘方式等。 35kV输电线路防止感应过电压时，架空输电线路应当架设避雷线，雷击线路旁边大地时，避雷线可以起电磁屏蔽的作用，避雷线与大地相连保持地电位，可以看做一部分“大地”引入导线的近区。对于静电感应，其影响是增大导线对地电容从而使导线对地电位降低。对于电磁感应，其影响相当于在导线-大地回路旁边增加了一个地线-大地的短路环，因而抵消了一部分导线上的电磁感应电动势。这样避雷线中的屏蔽效果是降低了导线上的感应过电压。 五．35kV线路防雷措施 通过35kV线路“四道防线”的防雷思想，我们要从实践动身，综合选择架设避雷线和避雷针、安装避雷器、加强线路绝缘水平、降低杆塔的接地电阻、架设耦合