枫河线防雷问题及其技术改造

摘　要　1974年建成的220 kV枫河线在设计上先天不足，防雷水平低，投产后雷击故障频繁。通过分析雷击故障频繁发生的原因，并对照枫河线防雷技术改造几个阶段的效果，得出了降低地网接地电阻是防雷最有效措施的结论。
　　220 kV枫河线北起枫树坝电厂、南至河源变电站，全长115.9 km，全线基本上沿东江顺流而下，90%线路经过雷电多发的高山、丘陵地区。1974年建成投运时，全线共有杆塔315基，其中耐张塔36基、直线塔19基、钢杆148基、水泥杆112基，全线采用GJ-50钢绞线单避雷线保护。投运后，由于线路雷击故障频繁以及多方面的原因，多年来，对这条线路进行了多项技术改造，其中主要有以下几项：
　　a)1981年至1985年分4期将全线的单避雷线改为双避雷线(均为GJ-50钢绞线)；
　　b)1988年底对卓峰山段进行防雷改造，在其中6基(100号、102号～106号)杆塔加装某公司生产的半导体消雷器，并进行杆塔接地网改造(加降阻剂)；
　　c)1993年至1995年分3期对早期的一根避雷线进行全线更换；
　　d)1995年11月和1996年6月分2期对全线315基杆塔接地网进行改造；
　　e)1997年分2期对6基水泥杆和10基钢杆进行了改造。

1　雷击故障统计
　　枫河线自1974年9月投运至1998年10月共运行了24个雷雨年度，期间共发生了有明显故障点的雷击故障31次，发现44处故障点。为便于统计，将同一时间的故障作为线路一次故障，将同一时间在1基杆塔上产生了故障点认为该基杆塔发生了1次故障。表1和表2分别为按年度和按线段统计的故障次数。
2　防雷问题
　　从表1可以看到，枫河线投产后雷击故障频繁发生，至1981年共发生雷击故障14次，平均雷击故障率高达1.73次／(102 km.a)，大大超出允许值。其主要原因是：架空线路全线仅使用单避雷线作防雷保护，防雷保护角偏大；线路经过雷电活动异常剧烈的卓峰山段。为此进行了多次防雷技术改造。
2.1　避雷线改造
　　为了解决线路防雷保护角偏大问题，1981年至1985年分4期将枫河线的防雷保护由单避雷线改造成双避雷线，使全线的水泥杆、钢杆和直线铁塔的防雷保护角分别由 20.6°，20.6°，23.5° 降至12.5°，15°，14°(耐张塔的保护角未改造)。改造后的运行情况表明，线路的防雷水平有了较大的提高，全线多年平均雷击故障率由改造前的1.65次／(102km.a)下降至0.78次／(102km.a)。但是，双避雷线改造后卓峰山段的雷击并没有减少。
表1　枫河线各年度雷击故障统计表
年度197519761977197819791980
雷击故障／次
雷暴日／d5
—3
—1
—3
—0
—0
—
年度198119821983198419851986
雷击故障／次
雷暴日／d2
752
863
1121
722
750
62
年度198719881989199019911992
雷击故障／次
雷暴日／d4
680
640
520
530
501
83
年度199319941995199619971998
雷击故障／次
雷暴日／d0
—1
—3
—0
—0
1050
—



表2　枫河线杆塔雷击故障次数统计表
杆号352633808892
雷击故障／次1121111
杆号93949899100102103
雷击故障／次1111113
杆号104106113120122123134
雷击故障／次1421111
杆号138140217218224226260
雷击故障／次1121111
杆号261293302
雷击故障／次111

2.2　卓峰山段防雷综合改造
　　枫河线卓峰山段是从枫河线97号杆起，至110号杆止，线长约5 km，雷击故障情况见表2。在1981年进行双避雷线改造后，这段线路的雷击问题还相当严重，其主要原因是：它的所有杆塔均处于高程320～380 m的山顶或山腰上，线路基本是布置在山上或跨越山谷，地形条件复杂，雷电活动相当频繁并容易产生畸变；杆塔所处位置地质条件较差，降低杆塔接地冲击电阻比较困难而使它的耐雷水平较低。因此，在1988年底对卓峰山段再次进行了防雷改造。这次改造主要是在其中6基杆塔顶部加装半导体消雷器，并将杆塔接地网加降阻剂进行降低接地电阻。从改造前后基本相同运行条件(从1981年至1995年)的运行记录来看，它的雷击故障率由改造前的7.5次／(102 km.a)仅下降至5.7次／(102 km.a)，其中在1992年3月21日104号杆受雷击时，虽然线路重合成功，但这次雷击造成安装在该杆上的半导体消雷器损坏。在1995年全线杆塔接地网开挖检查改造时发现，这些使用了降阻剂的地网接地体腐蚀严重，说明这次改造还是没有达到理想效果。

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