输电线路防雷改进措施的研究

摘要： 通过在华北电网雷电活动频繁地区的寿遵110 kV线路上采用合成绝缘外套金属氧化物避雷器改进防雷措施的研究，经过试验和实际运行，证明此改进是成功、经济和有效的，雷击跳闸次数由1996年的7次，降为1997年的1次，1998年的0次。
关键词： 输电线路 防雷 接地 改进措施

电网中的事故以输电线路的故障占大部分，输电线路的故障又以雷击跳闸占的比重较大，尤其是在山区的输电线路中，线路故障基本上是由于雷击跳闸引起的，据运行记录，架空输电线路的供电故障一半是雷电引起的，所以防止雷击跳闸可大大降低输电线路的故障，进而降低电网中事故的发生频率。经多年摸索，我国的输电线路防雷基本形成了一系列行之有效的常规防雷方法，如降低接地电阻、架设避雷线、安装自动重合闸等，但是对于一些山区线路，雷害十分频繁，降低接地电阻又极其困难，而且费用高、工作量大，效果也受到一定的限制。由于近些年110 kV及以上电压等级的合成绝缘外套金属氧化物避雷器的研制成功，为解决线路的防雷提供了一种新的手段。华北电网内雷电活动频繁的两个地区之一的承德供电局内一条110 kV输电线路——寿遵110 kV线路，该线路经过高山大岭的一段杆塔，在雷雨季节经常遭受雷击，造成线路跳闸，为了解决这个问题，在该线路129号～167号杆塔上共安装了20只合成绝缘外套金属氧化物避雷器，经过一年多的运行实践和一系列的带电监测研究，证明这种改进的防雷措施对于山区线路的防雷是经济、有效的。
1　线路的基本情况及改造情况
1.1　寿遵线路的基本情况
　　承德地区位于燕山山脉深处，高山大岭约占40%，雷电活动非常频繁，年雷电日在40日以上，每年由于雷击而引起的故障占全年运行故障的60%左右。寿遵110 kV线路全长49.40 km，导线均无换位，平地占13.2%，一般山地占53.1%，高山大岭占33.7%。寿遵线是承德地区与电网的联络线，位置重要，该线路又是承德地区雷击事故较多的线路之一，由于这些杆有近一半在山顶上，所以雷击点的查找以及瓷瓶串的更换极其困难，工作量很大。
　　据资料介绍，雷击是有选择性的。220 kV新(安江)杭(州)一回全长119.4 km，于1960年9月28日投运，自1962年起在线路上安装了大量的磁钢棒进行测量记录，通过1962年至1988年的雷电流幅值记录和1961年至1994年的线路雷击跳闸率分析指出，雷击是有选择性的，线路全长一半左右无雷击记录，多雷区和易击点约占全线的三分之一，加强多雷区和易击点的防雷措施能显著降低雷击跳闸率。所以我们决定在寿遵线129号～167号杆上安装避雷器，以降低该线路的雷击跳闸率。
1.2　寿遵线路129～167号杆的改进情况
1.2.1　接地的改善
129号～167号杆中接地电阻值高的杆塔共有11基：129、133、134、138、139、145、154、158、162、165、167号，见表1。此段杆塔高山大岭占42%，一般山地占49%，平地占9%；我们对该段的接地进行了改善，重新埋设了接地引下线，对于接地土壤不好的采取了换土措施，较严重的采取了埋设连续伸长接地体的措施，工程实施后输电杆塔的接地电阻有了明显的降低，如表2所示
表1　11基杆塔接地电阻值高的情况
杆塔号地 形地 质接地型式工频电阻／Ω
设计值实测值
129山顶岩石J2020100
133山腰风化岩J202081
134山顶岩石甲32038
138山顶风化岩J202055
139山腰岩石J202037
145半山腰风化岩甲320101
154半山腰风化岩甲22041
158半山腰风化岩甲32058
162山顶岩石J202062
165山顶岩石J2020108
167山顶风化岩甲31535

表2　11基杆塔改造前后接地电阻值的比较Ω
杆塔号实施前实　施　后
1996-05
实测1997-01
实测1997-03
实测1997-05
实测
129100111715
133813.72.82.8
134384.64.24.0
1385598—
13937122216
145101192620
1544117—22
15858—1018
16262——50
165108152210
1673520—14

1.2.2　外绝缘的改善
　　对于这一段线路中所有的零值瓷瓶进行了更换，并且对所有的直线杆塔(保证对地距离足够的条件下)每相增加一片绝缘子，改为采用8片 XP-7绝缘子。实施后的绝缘子爬电距离(下称爬距)、泄漏比距(下称泄比)与实施前的对照表参见表3，从表中可以明显看到线路的绝缘水平有较大幅度的提高。

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