輸電線路絕緣和過電壓保護(hù)課件

1、輸電線路絕緣和過電壓保護(hù)山東電力研究院郭志紅主要內(nèi)容：線路絕緣配合雷電過程和山東地區(qū)雷電特點(diǎn)輸電線路雷電過電壓機(jī)理及保護(hù)輸電線路避雷器輸電線路運(yùn)行有關(guān)的一些過電壓問題高壓輸電線路的絕緣配合輸電線路的絕緣水平在各種電壓作用下呈現(xiàn)出相應(yīng)的絕緣強(qiáng)度(一般以其放電電壓來表征)。絕緣配合技術(shù)在考慮運(yùn)行環(huán)境和過電壓保護(hù)裝置特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)可能出現(xiàn)的電壓，科學(xué)合理的選擇其絕緣水平。要權(quán)衡設(shè)備造價(jià)、維修費(fèi)用和故障損失，力求用較為合理的成本獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著電網(wǎng)電壓等級(jí)的提高，特別是在特、超高壓電網(wǎng)中，空氣間隙的放電電壓在操作過電壓下呈現(xiàn)飽和特性，使得電氣設(shè)備的絕緣占據(jù)設(shè)備總投資的份額愈來愈大。而超/特

2、高壓電網(wǎng)因其輸送容量巨大，絕緣故障后果將嚴(yán)重。絕緣配合的基本原則 絕緣配合中心思想是要合理確定設(shè)備的絕緣水平。 在技術(shù)上 作用電壓與絕緣強(qiáng)度的全伏秒特性配合。 在估計(jì)設(shè)備上的作用電壓時(shí)，應(yīng)考慮避雷器的作用和特性。 從安全上 考慮設(shè)備運(yùn)行條件, 安裝質(zhì)量, 絕緣老化等因數(shù)的影響。 從經(jīng)濟(jì)上 考慮適宜的絕緣水平，應(yīng)兼顧設(shè)備造價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用和停電損失等項(xiàng)的綜合經(jīng)濟(jì)效果。 絕緣配合方式 確定法 統(tǒng)計(jì)法 簡化統(tǒng)計(jì)法高壓輸電線路的絕緣配合電網(wǎng)中輸電線路和電氣設(shè)備的絕緣，在運(yùn)行中會(huì)受到以下幾種電壓的作用： 工作電壓：具有工頻頻率，持續(xù)地作用在絕緣上。 暫時(shí)過電壓：因電網(wǎng)操作或故障引起的，較長持續(xù)時(shí)間。如：工頻

3、過電壓和諧振過電壓。 操作過電壓：因電網(wǎng)操作或故障引起的持續(xù)時(shí)間數(shù)毫秒、高阻尼振蕩或非振蕩過電壓。 雷電過電壓：來自電網(wǎng)外部、大自然的雷電放電引起的過電壓。 系統(tǒng)過電壓的分類有代表性的作用電壓伏秒特性曲線試驗(yàn)得到的伏秒特性曲線表明了標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓峰值與閃絡(luò)時(shí)間之間的關(guān)系。 高壓輸電線路的絕緣配合高壓輸電線路絕緣的分類 高壓架空輸電線路絕緣可分為兩類：一類是導(dǎo)線與桿塔或大地之間的空氣間隙，而另一類則是絕緣子。 絕緣子運(yùn)行中需要承受工作電壓和操作過電壓的作用，前者與絕緣子表面的爬電距離有關(guān)，后者則與絕緣子的結(jié)構(gòu)高度有關(guān)。 空氣間隙有：導(dǎo)線對(duì)桿塔之間的空氣間隙、導(dǎo)線之間的空氣間隙 、檔距中間導(dǎo)線對(duì)地的

4、空氣間隙 、檔距中間導(dǎo)線對(duì)地面上運(yùn)輸工具或傳動(dòng)機(jī)械間的空氣間隙。高壓輸電線路的絕緣配合高壓架空輸電線路空氣間隙的放電特性 空氣間隙的放電電壓與作用的電壓種類、極性(操作/雷電過電壓)、波形(操作過電壓的波頭長度)、構(gòu)成空氣間隙電極的形狀、距離以及所在地區(qū)的空氣氣象參數(shù)等因素有關(guān)。正極性操作/雷電過電壓作用時(shí)，空氣間隙呈現(xiàn)出較小的放電電壓。 沖擊波的波頭長度與放電電壓的關(guān)系非常密切。當(dāng)沖擊波波頭長度在數(shù)百微秒左右，有最小的放電電壓。當(dāng)間隙長度增加時(shí)，相應(yīng)于最小放電電壓的沖擊波波頭長度也變大。 輸電線路的絕緣配合過程框圖電壓等級(jí)線路絕緣水平爬電距離絕緣子串個(gè)數(shù) n導(dǎo)線對(duì)桿塔的距離工頻電壓要求氣隙內(nèi)

5、過電壓要求氣隙雷電過電壓要求氣隙相應(yīng)風(fēng)偏相應(yīng)風(fēng)偏相應(yīng)風(fēng)偏導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙的確定 在決定空氣間隙時(shí)，要考慮導(dǎo)線至風(fēng)力而使絕緣于串偏搖擺的下利因素。 就線路空氣間隙所承受的電壓幅值來看，雷電過電壓最高，操作過電壓次之，工作電壓最低，但電壓的作用時(shí)間。則恰恰相反,由于工作電壓長時(shí)間作用在導(dǎo)線上故應(yīng)按線路最大設(shè)計(jì)風(fēng)速(取20年一遇最大風(fēng)速，約(2535m/s)，相應(yīng)的風(fēng)偏角最大；操作過電壓持續(xù)時(shí)間較短，按最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的50%下考慮風(fēng)偏角亦較?。豪纂娺^電壓持續(xù)時(shí)間最短,通常計(jì)箅風(fēng)速為(10一15) m/s，因而考慮風(fēng)偏角d亦最小?？諝忾g隙的確定過程按工作電壓確定風(fēng)偏后的間隙Sp：工頻50%放電電壓U

6、p， Up=K2Uph，K2為線路空氣間隙工頻電壓統(tǒng)計(jì)配合系數(shù)，考慮絕緣裕度、空氣密度變化的影響(約可下降8%)、空氣濕度變化的影響(約可下降9%)等的系數(shù)。對(duì)于330kV及以上線路，K2=1.4;對(duì)于110kV及220kV線路，K2=1.354;對(duì)66kV及以下的線路，K2=1.2。 按操作過電壓確定風(fēng)偏后的間隙SC：正極性操作沖擊電壓波的50%放電電壓UC， UC =K3U0，K3為線路空氣間隙操作過電壓統(tǒng)計(jì)配合系數(shù)。對(duì)330kV及以上線路取1.1，對(duì)220kV及以下線路取1.03。按雷電過電壓確定空氣間隙SL：根據(jù)我國線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),SL在正極性雷電沖擊波下50%放電電壓取為絕緣子串相應(yīng)電

7、壓的85%。 空氣間隙的確定過程最后，確定與之對(duì)應(yīng)的絕緣子串在垂直位置時(shí)對(duì)桿塔的水平距離，它們是Sp+l sin 、SC+l sin 和SL+l sin d ，選三者中最大，通常，對(duì)空氣間隙的確定起決定作用的是雷電過電壓。發(fā)、變電站應(yīng)增加10%的裕度 ，海拔超過1000M時(shí)要進(jìn)行校正。高壓輸電的絕緣配合導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙 1分裂導(dǎo)線根數(shù)n=2，rp=0.2m；2n=8，rp=0.6m；3n=12, rp=1.5m導(dǎo)線對(duì)桿塔間隙的距離與其間隙的工頻放電電壓（幅值）關(guān)系曲線特高壓輸電的絕緣配合平行導(dǎo)線之間的空氣間隙 （導(dǎo)線束布置在兩個(gè)平行面內(nèi)，相鄰導(dǎo)線距離d=0.55m，每相的分裂導(dǎo)線為12根）

8、150%放電電壓；2平均放電場(chǎng)強(qiáng)50%放電電壓、平均放電場(chǎng)強(qiáng)與平行導(dǎo)線束的間隙距離關(guān)系高壓輸電線路的絕緣配合隨著操作過電壓的深度降低和環(huán)境污穢情況的加重，絕緣子串的片數(shù)主要由工作電壓決定。 雷電過程和山東地區(qū)雷電特點(diǎn)雷電過程和山東地區(qū)雷電特點(diǎn)積雨云形成過程中，在大氣電場(chǎng)、溫差起電效應(yīng)、破碎起電效應(yīng)的同時(shí)作用下，正負(fù)電荷分別在云的不同部位積聚。當(dāng)電荷積聚到一定程度，就會(huì)在云與云之間或云與地之間發(fā)生放電 大于1m空氣間隙中的放電物理過程已經(jīng)證明，長空氣間隙擊穿包括3個(gè)連續(xù)的發(fā)展階段：電暈起始、流注傳播及先導(dǎo)傳播。雷電的產(chǎn)生機(jī)理云層荷電-初始擊穿-梯級(jí)先導(dǎo)-連接-第一回?fù)?K、J過程-直竄先導(dǎo)-第二

9、回?fù)?.對(duì)地雷電的發(fā)展過程 雷電放電是雷云對(duì)大地或雷云之間或雷云內(nèi)部的放電現(xiàn)象。在地球上，平均每天約發(fā)生800萬次雷擊。雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象，產(chǎn)生于積雨中，積雨云在形成過程中，某些云團(tuán)帶正電荷，某些云團(tuán)帶負(fù)電荷。它們對(duì)大地的靜電感應(yīng)，使地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷。當(dāng)電荷積聚到一定程度時(shí)，不同電荷云團(tuán)之間，或云與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣（25-30kV/cm），開始游離放電，稱之為“先導(dǎo)放電”。云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，出現(xiàn)雷電流（一般為幾十千安至幾百千安），并發(fā)生強(qiáng)烈的閃電和巨響。

10、主放電存在時(shí)間極短，約為50100s。主放電電流的波頭時(shí)間約0.510s，平均時(shí)間為約2.6s。雷云中可能存在著幾個(gè)電荷中心，在第一個(gè)電荷中心完成上述放電過程之后，可引起第兩個(gè)、第三個(gè)中心向第一個(gè)中心放電，因此雷云放電通常是多重性的，每次放電相隔離時(shí)間約0.6ms到0.8s（平均為65ms），放電的數(shù)目平均為23個(gè)，最多記錄到42個(gè)。 雷電及其主要參數(shù)雷云電荷分布圖a）負(fù)下行雷的光學(xué)照片描繪圖； b）放電過程中雷電流的變化情況負(fù)雷云下行雷的過程 雷電先導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型雷電先導(dǎo)通道中的電荷Q與預(yù)期雷電流幅值的關(guān)系: Q=(I/25)1/0.7迎面先導(dǎo)產(chǎn)生的條件當(dāng)大地、導(dǎo)線、避雷線與雷電先導(dǎo)的間隙中的

11、場(chǎng)強(qiáng)超過臨界場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，物體向上發(fā)展迎面先導(dǎo)。雷電及其主要參數(shù)主放電通道波阻 雷電流波形 雷電流幅值概率分布 雷電流極性 重復(fù)放電次數(shù)及對(duì)地輸送的電荷量 高壓輸電的雷電過電壓與防雷保護(hù) 雷電及其主要參數(shù) 雷電流極性 實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)資料表明，不同的地形地貌，雷電流正負(fù)極性比較不同，負(fù)荷性所占比例在75%90%之間。 重復(fù)放電次數(shù) 在一個(gè)雷云單體中，常常有多個(gè)電荷密集中心，一次雷云放電也常常包含多次放電脈沖，稱多重放電。根據(jù)6000次實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)，平均重復(fù)放電23次，最多42次。放電之間的間歇時(shí)間通常為3050ms，最短為15ms，最長達(dá)700ms。 高壓輸電的雷電過電壓與防雷保護(hù) 雷電及其主要參數(shù) 雷電流幅值

12、概率分布 不同地區(qū)的雷電流幅值的概率分布不同，這主要與地區(qū)的緯度、地形、地貌、氣象和雷暴強(qiáng)度有關(guān)。 我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 620-1997交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合規(guī)定，雷暴日超過20的地區(qū)雷電流幅值的概率分布推薦為 式中 P雷電流幅值超過I的概率； I雷電流幅值，kA。 對(duì)20雷暴日及以下地區(qū)，概率分布將減小，推薦為：我省2001年實(shí)測(cè)雷電分布1.海灣落雷密度最高,山區(qū)落雷密度次之,平原地區(qū)較低。2.山東境內(nèi)落雷密度最高的是萊州灣。3.在內(nèi)陸地區(qū)，泰山、沂蒙等山區(qū)的落雷密度最高。4.平原地區(qū)正閃比較高，而山區(qū)負(fù)閃比較高。實(shí)時(shí)地將地閃雷電流的極性、幅值、落雷點(diǎn)的經(jīng)、緯度以及準(zhǔn)確到微

13、秒級(jí)的落雷時(shí)間等雷電參數(shù)探測(cè)并實(shí)時(shí)記錄下來。經(jīng)過分析計(jì)算和積累，可以準(zhǔn)確地掌握該系統(tǒng)所覆蓋范圍內(nèi)的雷電活動(dòng)規(guī)律。山東省2002年實(shí)測(cè)雷電情況山東省一年中雷電頻度分布山東省2002年實(shí)測(cè)雷電密度分布紅36以上，蘭21-35，紫11-20，黃7-10，淺蘭3-6 ， 淺綠1-2 2002年和2003年各地區(qū)雷電日統(tǒng)計(jì)地區(qū)2002年（全年）2002年（1-7）2003年（1-7）德州171221萊蕪121215濱州181421青島201011濟(jì)南191122淄博261825聊城151218山東省雷電流強(qiáng)度分布部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定雷電流強(qiáng)度分布與我省實(shí)測(cè)雷電強(qiáng)度分布：2001年我省雷電流強(qiáng)度分布雷電流強(qiáng)度Ik

14、(kA)100kA80kA60kA40kA20kA部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定雷電流強(qiáng)度分布（%）7.312.3320.8035.1159.26國內(nèi)實(shí)測(cè)閃電強(qiáng)度分布百分比（%）5.639.9418.2035.0668.96我省實(shí)測(cè)閃電強(qiáng)度分布百分比（%）0.351.83.8916.3867.18我省雷電流強(qiáng)度分布2002年我省雷電流強(qiáng)度分布1999年我省雷電流強(qiáng)度分布輸電線路 雷擊跳閘架空輸電線路上的感應(yīng)過電壓 當(dāng)雷擊線路附近的地面時(shí)，會(huì)在架空線路的三相導(dǎo)線上出現(xiàn)感應(yīng)過電壓（感應(yīng)雷）。形成過程： 在雷電放電的先導(dǎo)階段，在先導(dǎo)通道中充滿了電荷，它對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)，在負(fù)先導(dǎo)通道附近的導(dǎo)線上積累了異號(hào)的正束縛電荷

15、，而導(dǎo)線上的負(fù)電荷則被排斥到導(dǎo)線的遠(yuǎn)端。因?yàn)橄葘?dǎo)的發(fā)展速度很慢，所以在上一過程中導(dǎo)線的電流不大。雷擊大地后，主放電開始，先導(dǎo)通道中的電荷被中和。導(dǎo)線上的束縛電荷也瞬時(shí)變?yōu)樽杂呻姾桑藭r(shí)導(dǎo)線出現(xiàn)的電位僅由這些剛解放的束縛電荷決定。輸電線路的幾種常見雷電過電壓第一種是：架空線路上的感應(yīng)過電壓即雷擊發(fā)生在架空線路的附近，通過電磁感應(yīng)在輸電線路上產(chǎn)生的過電壓；第二種是直擊雷過電壓，即雷電直接打在避雷線或是導(dǎo)線上時(shí)產(chǎn)生的過電壓。高壓輸電線路雷電過電壓雷電過電壓 直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓 雷電直擊線路導(dǎo)線a）先導(dǎo)階段； b）主放電階段感應(yīng)雷過電壓的形成 實(shí)際上，主放電的速度有限。被釋放的束縛電荷將對(duì)稱地向

16、導(dǎo)線兩側(cè)流動(dòng)，電荷流動(dòng)形成的電流i乘以導(dǎo)線的波阻Z即為向兩則流動(dòng)的靜電感應(yīng)過電壓流動(dòng)波u=iZ。 由于主放電通道是和導(dǎo)線互相垂直的，所以互感不大，即電磁感應(yīng)不大。因此電磁分量要比靜電分量小得多，后者約為前者的五倍。又由于兩種分量出現(xiàn)最大值的時(shí)刻也不同，所以在對(duì)總的感應(yīng)過電壓幅值的構(gòu)成上，靜電分量起主要作用。 線路上的感應(yīng)過電壓為隨機(jī)變量，其最大值可達(dá)300kV400kV，（導(dǎo)線與避雷線間空氣間隙的平均擊穿強(qiáng)度為700kV/m）一般僅對(duì)35kV及以下線路的絕緣有一定威脅。為了對(duì)感應(yīng)過電壓的值有一個(gè)數(shù)量級(jí)的概念，可以用下式進(jìn)行粗略的估算式中，I：主放電電流（kA） hc：導(dǎo)線平均高度（m） S：雷

17、擊點(diǎn)距線路的距離（m） 架空輸電線路上的直擊雷過電壓 雷直擊于有避雷線的輸電線路分為三種情況，a、繞過避雷線擊于導(dǎo)線；b、雷擊桿塔頂部；c、雷擊避雷線中央部分。 a、當(dāng)雷擊于導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線的電位可按下式計(jì)算： 即使以絕緣很強(qiáng)的500kV線路來說，不難算出在1015kA的雷電流下也將發(fā)生閃絡(luò)，而出現(xiàn)等于及大于這一電流的概率是很大的（8173%），因此，采取措施減少雷擊于導(dǎo)線是很重要的。雷擊架空線路導(dǎo)線產(chǎn)生的繞擊雷電過電壓：USZ0ZSI/(2Z0+ZS)=100I b、雷擊線路桿塔頂部，很大的電流igt流過桿塔入地。對(duì)一般高的桿塔，塔身可用等值電感Lgt代替，其沖擊接地電阻為Rch，于是塔頂電位為

18、： 沖擊接地電阻Rch對(duì)Ugt起很大的作用，當(dāng)Rch達(dá)上百歐時(shí)它對(duì)Ugt的值將起決定性的作用。桿塔電感在特高塔或大跨越時(shí)會(huì)起決定作用。c、雷直擊于檔距中央的避雷線，當(dāng)雷直擊于檔距中央的避雷線會(huì)產(chǎn)生很高的過電壓，可用下式計(jì)算： 式中Lb為半檔避雷線的電感，a為雷電流陡度。從世界各國運(yùn)行的情況看在檔中發(fā)生相地線間的閃絡(luò)是很少見的。平原地區(qū)為0.25，山丘地區(qū)為0.43雷擊桿塔塔頂造成反擊因雷擊架空線路避雷線、桿頂形成作用于線路絕緣的雷電反擊過電壓，與雷電參數(shù)、桿塔型式、高度和接地電阻等有關(guān)。塔頂電位：導(dǎo)體電位：絕緣子電壓：如取固定波頭長度t2.6s，則，耐雷水平為：U gt=Rch+Lgtdi/d

19、t= I(Rch+ Lgt/2.6 )Ud=kUgt-hd(1-k)Uj=Ugt-(kUgt-hd(1-k)=I(Rch+Lgt/2.6+hd/2.6)(1-k) 雷擊避雷線線路檔距中央擊穿的情況線路檔距中央空氣間隙的U50%為：750S雷電流陡度在30kA/ s下，不發(fā)生線路檔距中央擊穿的條件： S1.17%L（取線路波阻；波速；電暈系數(shù)：0.25)規(guī)程要求值：S1.2%L+1長檔距和500KV線路時(shí)：US=（1-k)Z0ZSI/(2Z0+ZS)S（1-k)Z0ZSI/(2Z0+ZS) 750高壓輸電的雷電過電壓與防雷保護(hù) 特高壓架空輸電線路上的雷電繞擊與保護(hù)雷電繞擊線路電氣幾何模型 繞擊線

20、路等值電路 高壓輸電的雷電過電壓與防雷保護(hù) 高壓架空輸電線路上的雷電反擊與保護(hù) 特高壓架空輸電線路由于采用避雷線且絕緣子串和空氣間隙的雷電沖擊放電電壓很高，當(dāng)雷擊塔頂或其附近避雷線反擊時(shí)的雷電流(耐雷水平)幅值大、出現(xiàn)概率小，一般無需采取其他措加以防護(hù)。 雷擊塔頂或其附近避雷線出現(xiàn)反擊閃絡(luò)的雷電流與桿塔高度關(guān)系很大。這主要是因?yàn)闂U塔高度較高時(shí)，雷電流流經(jīng)桿塔時(shí)在懸掛絕緣子串的桿塔橫擔(dān)處形成的桿塔感應(yīng)電壓降分量變大。其次，塔高后導(dǎo)線懸掛高度也必然提高。這自然加大了雷擊時(shí)導(dǎo)線上感應(yīng)過電壓的分量。 桿塔接地電阻自然也是影響反擊耐雷水平一個(gè)因素。當(dāng)桿塔接地電阻相同時(shí)，桿塔高度越高則反擊耐雷水平將越低。

21、 一般情況下，電壓等級(jí)越高，反擊耐雷水平越高。 國外高壓輸電線路雷擊跳閘率 0.88/0.630.360.120.090.870.530.35220（230）330（345）500日本俄羅斯美國 國家電壓等級(jí)kV據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國、日本和俄羅斯等幾個(gè)國家的高壓和超高壓輸電線路的雷擊跳閘率。 （單位：次/100km.a）輸電線路雷擊跳閘率以04年為例：山東電網(wǎng)高壓輸電線路跳閘情況：110-500kV輸電線路共跳閘56次，跳閘率0.31次/百公里年。雷擊跳閘成為引起輸電線路跳閘的主要因素之一，僅次于外力破壞。其中：500kV跳閘7次，跳閘率0.32次/百公里年， 3次雷擊跳閘，跳閘率0.137次/百公里

22、年；220kV跳閘29次，跳閘率0.28次/百公里年； 11次雷擊跳閘，跳閘率0.106次/百公里年；04年國家電網(wǎng)公司雷擊情況04年國家電網(wǎng)公司220千伏及以上架空輸電線路共發(fā)生跳閘1189次，雷擊跳閘419次，占線路跳閘總數(shù)的35.24%。是各類線路跳閘原因中的第一位，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 各電壓等級(jí)線路雷擊跳閘次數(shù)的分布各種影響因素的統(tǒng)計(jì)分析輸電線路雷害事故分析 雷擊故障特點(diǎn)從多年的運(yùn)行情況看，山區(qū)線路雷擊跳閘和桿塔接地電阻的相關(guān)性并不密切,與地形、桿型及保護(hù)角的關(guān)系更為密切。耐張桿的擊桿率比直線桿高1至2.5倍。山區(qū)線路一般都存在易擊區(qū)段或某些頻發(fā)性雷擊桿塔。目前高壓線路防雷設(shè)

23、計(jì)主要考慮的因素是反擊,而造成山區(qū)線路雷擊跳閘主要原因是繞擊。重合成功率較高 我省220kV及以上線路雷擊跳閘重合成功率可達(dá)85.7%。雷擊故障特點(diǎn)山區(qū)線路故障率高山區(qū)線路特殊的地理環(huán)境，成為雷擊的易擊區(qū)段。位于山頂?shù)臈U塔易遭雷直擊，加上桿塔接地電阻偏高，易反擊。位于山坡的桿塔，由于地面傾角使靠近坡底的邊相保護(hù)角增大，導(dǎo)致避雷線保護(hù)失效而對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生繞擊。在兩山峰之間易形成大跨越段，線段下方為幾十米的深溝，易形成風(fēng)口；同時(shí)，兩檔距較大，導(dǎo)線弧垂大，風(fēng)偏嚴(yán)重，在大風(fēng)情況下，避雷線失去對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)，雷電繞擊導(dǎo)線檔距中央，形成雷電行波在線路絕緣相對(duì)較弱的桿塔絕緣子處發(fā)生擊穿，導(dǎo)致線路跳閘。雷擊故障特點(diǎn)

24、繞擊是我省輸電線路雷擊跳閘主要原因多年來，我省線路雷擊跳閘中，繞擊跳閘占雷擊跳閘的70%以上。造成我省輸電線路雷擊跳閘主要原因是繞擊的原因可能有幾個(gè)方面。首先，線路的繞擊耐雷水平是遠(yuǎn)低于其反擊耐雷水平的,對(duì)超高壓線路，前者一般為十幾或二十幾kA，而后者可達(dá)上百kA。我省雷電流幅值概率表明絕大部分雷電強(qiáng)度落在20kA附近及以下，該雷電強(qiáng)度接近或超過了雷電繞擊導(dǎo)線的線路的耐雷水平。雷雨過程中，伴隨著大風(fēng)，使導(dǎo)線常常失去避雷線的保護(hù)。我省輸電線路由于防污閃的需要，加強(qiáng)了輸電線絕緣，使其抗反擊耐雷水平有了較大的提高等。輸電線路防雷基本原則線路防雷常用的四道防線及常規(guī)措施保護(hù)導(dǎo)線盡量減少雷擊-選擇線路路

25、徑、采用避雷線、電纜、避雷針等雷擊塔頂和避雷線，絕緣不閃絡(luò)-減小桿塔接地電阻、適當(dāng)增加絕緣，有時(shí)加耦合地線或在個(gè)別桿塔加線路避雷器、不平衡絕緣等。閃絡(luò)后不引起穩(wěn)定的工頻電弧-減小絕緣上的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度，或采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。跳閘也不中斷供電-自動(dòng)重合閘、雙回路、環(huán)網(wǎng)供電。防雷措施及對(duì)策 1加大運(yùn)行維護(hù)力度2降低桿塔接地電阻 3利用斜拉線分流 4加裝耦合地線或改善接地射線 5降低雷電繞擊率 6提高輸電設(shè)備的絕緣水平 7加大科研力度，積極推廣雷電定位等系統(tǒng)的實(shí)用化進(jìn)程，注意防雷基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累 絕緣子串雷電沖擊伏秒特性25片28片31片34片tV(kVV(kV)V(kV)V(kV)233303550

26、3930425032830300033603650426302810308033305250026902940314072330250027402920102260240026252800142200237525602720桿塔模型 在工程計(jì)算，桿塔被等效為集中參數(shù)的電感或分布參數(shù)長線。桿塔波阻抗，桿塔電感，相應(yīng)的波速，模型如下：酒杯塔仿真模型雷電模型：經(jīng)計(jì)算，其雙指數(shù)波形的表達(dá)式為：降低桿塔接地電阻降低桿塔接地電阻是110kV及以上線路基本的防反擊措施，對(duì)220kV鐵塔，高度為25.6米，雙避雷線，絕緣子按13片XP-4.5計(jì)算，桿塔接地電阻取7，根據(jù)規(guī)程，雷擊桿塔的耐雷水平： 按照（規(guī)程）

27、中的110500kV線路的桿塔尺寸和絕緣子的50%雷電沖擊絕緣水平，對(duì)不同桿塔接地電阻計(jì)算出各自的耐雷水平如表。電壓等級(jí)(kV)110220500接地電阻()715305071530507153050耐雷水平(kA)634124161107648321771258155I=110（kA）防雷措施及效果分析接地電阻對(duì)220kV線路桿塔耐雷水平及線路雷擊跳閘率的影響接地電阻Ri（雷水平I （kA）16712411094766348雷擊跳閘率N0.240.29 0.380.550.841.151.63耐雷水平隨著桿塔接地電阻的減小而提高，雷擊跳閘率相應(yīng)降低。存在的問題是：對(duì)

28、山區(qū)高電阻率地區(qū)的桿塔，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，降低接地電阻的可能性不大；另一方面降低桿塔接地電阻對(duì)提高線路的繞擊耐雷水平作用不大。注：*根據(jù)規(guī)程中的雷電流強(qiáng)度分布計(jì)算值，*實(shí)測(cè)的雷電流強(qiáng)度概率分布計(jì)算值 加強(qiáng)線路絕緣 增加絕緣子片數(shù)提高線路絕緣水平。增加線路的外絕緣，有利于提高絕緣子的閃絡(luò)電壓和線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率。湖北的統(tǒng)計(jì)表明(1999年6月高電壓技術(shù)第25卷第2期：湖北省超高壓輸電線路故障跳閘統(tǒng)計(jì)分析)：500kV線路每相25片絕緣子的線路雷擊跳閘率為0.334次/百公里年，而每相28片的則為0.087次/百公里年，相差近4倍。增加外絕緣受制于桿塔頭部的結(jié)構(gòu)和尺寸，只在高海拔地區(qū)和雷電

29、活動(dòng)強(qiáng)烈地段才采用這種方法。 另一方面，理論計(jì)算表明結(jié)構(gòu)相似且接地電阻相同、導(dǎo)線和避雷線及其布局相同、絕緣子型號(hào)和片數(shù)一致的情況下，桿塔的高度越高，其耐雷水平反而降低，雷擊跳閘率升高，這主要是因?yàn)椋簵U塔越高，桿塔的電感越大，流過桿塔時(shí)雷電流產(chǎn)生的幅值越高，同時(shí)，桿塔越高，大地的屏蔽作用越小。因此，增加絕緣子的片數(shù)，能提高線路絕緣子的耐雷水平，但由于桿塔結(jié)構(gòu)及高度的變化，大地及地線屏蔽作用的弱化導(dǎo)致繞擊概率增大，這些均將影響防雷效果，因此對(duì)低電壓等級(jí)線路，是一種較好的辦法。改變絕緣子片數(shù)，即其伏秒特性曲線改變,得到不同片數(shù)下的仿真結(jié)果如下：雷擊桿塔的耐雷水平：30片 31片 32片 33片 34

30、片 注：以上均為平原上的值線路一旦建成，能夠提高耐雷水平的措施基本上只有兩條，一是降低桿塔接地體的沖擊接地電阻，另外一個(gè)是適度增加絕緣子的片數(shù)以提高U50%放電電壓。 =189.3kA 跳閘率：n=0.02 規(guī)程法計(jì)算值為n=0.0308=200.0kA 跳閘率：n=0.0146 規(guī)程法計(jì)算值為n=0.0262=210.9kA 跳閘率：n=0.0107 規(guī)程法計(jì)算值為n=0.0225=219.8kA 跳閘率：n=0.00829 規(guī)程法計(jì)算值為n=0.0194=226.7kA 跳閘率：n=0.00674 規(guī)程法計(jì)算值為n=0.0167 對(duì)葛雙一回和葛雙二回線路的雷擊跳閘率分析的結(jié)果表明，盡管兩回

31、線路所處的氣象條件和地理環(huán)境相同，但由于二回線路的絕緣設(shè)計(jì)不同（前者為XP-1628，后者為XP3-1625），兩者的雷擊跳閘率竟相差四倍多。為此，合理配置線路桿塔的絕緣水平和布置方式，會(huì)提高桿塔的耐雷水平，尤其是提高線路遭受繞擊時(shí)的耐雷水平，從而降低雷擊故障跳閘率。采用差絕緣或不平衡絕緣方式 差絕緣方式一般用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的中低壓系統(tǒng)，且導(dǎo)線為三角形排列的情況。采用差絕緣方式的同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當(dāng)雷擊桿塔或上導(dǎo)線時(shí)，由于上導(dǎo)線絕緣相對(duì)較“弱”而先擊穿，雷電流經(jīng)桿塔入地，避免了兩相閃絡(luò)。 在同桿雙回的線路中也有采用不平衡絕緣方式

32、以達(dá)到降低雙回線路同時(shí)跳閘的概率，但無法消除同時(shí)跳閘事故。同桿雙回的線路因?qū)Ь€垂直排列，桿塔較高，線路反擊耐雷水平一般比同電壓等級(jí)導(dǎo)線水平排列的線路低，當(dāng)雷電流足夠大時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生同塔雙回線路的絕緣子相繼反擊，造成雙回線路同時(shí)跳閘。國內(nèi)曾有研究表明：不平衡絕緣方式下雙回線路同時(shí)閃絡(luò)的概率較目前平衡絕緣方式均有所降低，桿塔接地電阻越小，不平衡絕緣防止雙回線路同時(shí)閃絡(luò)跳閘的效果越好，沖擊接地電阻小于7，同時(shí)閃絡(luò)的概率可降低86%。架設(shè)耦合地線 架設(shè)耦合地線雖不能減少繞擊率，但能在雷擊桿塔時(shí)起分流作用和耦合作用，降低桿塔絕緣子上所承受的電壓，提高線路的耐雷水平。在220kV雙避雷線線路上架設(shè)耦合地線

33、后，耦合系數(shù)由0.275增大到0.364，分流作用也明顯增大；當(dāng)桿塔沖擊接地電阻為16100時(shí)，耦合地線分流為821.5，華東電力試驗(yàn)研究所進(jìn)行的試驗(yàn)測(cè)量并提出耦合地線能分流1222。在接地電阻較大的山區(qū)，桿塔所處的地質(zhì)條件差，電阻率較高（如達(dá)到2000.m），降低接地電阻非常困難時(shí)采用在架空線下加裝耦合地線,能起到較好的分流和耦合作用，降低雷擊跳閘的概率。與耦合地線雷同的耦合地埋線也可以降低接地電阻及起一部分架空地線的作用。國外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：耦合地埋線是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔接地電阻的有效措施之一，曾在一個(gè)20基桿塔的易擊段埋設(shè)耦合地線后，10年中只發(fā)生一次雷擊故障，國外文獻(xiàn)介紹可降低跳

34、閘率40，顯著提高線路耐雷水平。 減小保護(hù)角或采用負(fù)保護(hù)角 220kV典型桿塔改變保護(hù)角對(duì)繞擊跳閘率的影響塔型ZL1ZL34ZL1-22.5改變1改變2ZL34-27改變1改變2桿塔呼稱高(m)22.522.522.5272727地線間距(m)9.411.212.011.01314型號(hào)GJ-50GJ-50GJ-50GJ-50GJ-50GJ-50計(jì)算弧垂7m7m7m7m7m7m導(dǎo)線間距(m)6.56.56.57.57.57.5型號(hào)LGJQ-400LGJQ-400LGJQ-400LGJQ-400LGJQ-400LGJQ-400計(jì)算弧垂121212121212擋距(m)300300300300300

35、300絕緣子串長(m)2.12.12.12.12.12.1塔頭高度(m)3.1563.1563.1563.923.923.92保護(hù)角18.99.75.418.49.44.75計(jì)算波形斜角平頂波耐雷水平（kA）121212121212仿真軟件繞擊率0.3180.01900.2610.0250 對(duì)于某些斜山坡、外側(cè)地形開闊處，當(dāng)避雷線保護(hù)角較大時(shí)可考慮采用升高避雷線或避雷線外移等減小保護(hù)角的方法。對(duì)于新設(shè)計(jì)線路，可考慮在雷電易擊段采用負(fù)保護(hù)角設(shè)計(jì)，必要時(shí)采用三避雷線。減小保護(hù)角或采用負(fù)保護(hù)角可降低線路繞擊引起的線路跳閘率。=30的繞擊率是=0繞擊率的5.738.79倍 。500kV典型桿塔改變保護(hù)

36、角對(duì)繞擊跳閘率的影響塔型及位置zZB33-39平原地10邊坡10邊坡15邊坡15邊坡15邊坡桿塔呼稱高(m)393939393939地線間距(m)242426242629型號(hào)GJ-70GJ-70GJ-70GJ-70GJ-70GJ-70計(jì)算弧垂9.5m9.5m9.5m9.5m9.5m9.5m導(dǎo)線間距(m)141414141414型號(hào)4*LGJQ-300計(jì)算弧垂121212121212擋距(m)400400400400400400絕緣子串長(m)4.44.44.44.44.44.4塔頭高度(m)555555保護(hù)角12.012.06.118.49.4-3.0計(jì)算波形斜角平頂波耐雷水平（kA）21.4

37、21.421.421.421.421.4仿真軟件繞擊率0.002008401.0210.1540.002雷擊桿塔或避雷線電氣幾何擊距模型對(duì)避雷線的擊距： rs=8I0.65 (IEE) rs=0.67h0.6I0.74對(duì)導(dǎo)線的擊距rc=(1-Ki)rc 對(duì)大地的擊距 rg= Kgrc（a）部分屏蔽（b）完全屏蔽其中：rs為繞擊擊距；I為繞擊電流幅值；根據(jù)線路的電氣幾何尺寸，建立模型，決定線路繞擊電流幅值。采用懷特黑德（whitehead）的擊距與雷電幅值的關(guān)系繞擊電流幅值不同保護(hù)角,繞擊次數(shù)與雷電流幅值的關(guān)系 改進(jìn)電氣幾何模型改進(jìn)模型，第一是該模型考慮了結(jié)構(gòu)物高度對(duì)輸電線路雷電繞擊的影響，第二

38、是引入了吸引半徑(吸引距離)這一概念。該模型的主要思想是：接雷的結(jié)構(gòu)物有一吸引半徑，當(dāng)下行雷電先導(dǎo)進(jìn)入結(jié)構(gòu)物的吸引半徑之內(nèi)，結(jié)構(gòu)物上的上行先導(dǎo)將對(duì)下行雷電先導(dǎo)進(jìn)行攔截；吸引半徑同雷電流的幅值和結(jié)構(gòu)物高度是直接相關(guān)的；下行雷電先導(dǎo)可從不同角度靠近結(jié)構(gòu)物，一旦超出結(jié)構(gòu)物的吸引半徑，雷電先導(dǎo)將會(huì)直接擊向地面。 從斜坡角度的數(shù)據(jù)可看出:我國常用的500kVZB6T酒杯形鐵塔,當(dāng)桿塔處于15度山坡的時(shí)候，地面閉合側(cè)的臨界繞擊保護(hù)角在15，只要保護(hù)角小于此值則這一側(cè)的繞擊率就為0.保護(hù)角單位：度；繞擊跳閘率單位：次/（100kma40雷電日） 220kV曲線擬合圖（為地面傾斜角） 山區(qū)線路桿塔的地面傾斜角

39、可能大于30，可達(dá)40，甚至更大，這對(duì)防止繞擊很不利。這些桿塔是防雷的薄弱點(diǎn)。建議今后對(duì)于地面傾斜角大于25（或30）的桿塔的設(shè)計(jì)，要考慮把地線保護(hù)角相應(yīng)地減少。其減小量可近似取為-25 。避雷器無間隙金屬氧化物避雷器-由非線性金屬氧化物電阻片串聯(lián)和(或)并聯(lián)且無并聯(lián)或串聯(lián)放電間隙的避雷器。非線性金屬氧化物電阻片-避雷器主的要工作部件。由于其具有非線性伏安特性，在過電壓時(shí)呈低電阻，從而限制避雷器端子間的電壓，而在正常工頻電壓下呈高電阻(非線性金屬氧化物電阻片，以下簡稱電阻片)。避雷器內(nèi)部均壓系統(tǒng)-并聯(lián)于一片或一組電阻片上的均壓阻抗，主要是均壓電容器，以控制沿電阻片柱的電壓分布。避雷器均壓環(huán)-一

40、種金屬部件，通常是圓環(huán)形，用以改善靜電場(chǎng)下避雷器的電壓分布。避雷器比例單元-按要求組裝好的一個(gè)避雷器部件，對(duì)某種特定試驗(yàn)，它必須能代表整只避雷器的特性。避雷器比例單元不一定是避雷器元件。避雷器元件-組裝好的一個(gè)完整的避雷器部件，可與其他元件串聯(lián)和(或)并聯(lián)，構(gòu)成更高額定電壓和(或)更高標(biāo)稱放電電流的避雷器。避雷器壓力釋放裝置-釋放因避雷器內(nèi)部故障而引起內(nèi)部增高的壓力，以防止避雷器爆炸的一種裝置。 避雷器額定電壓-施加到避雷器端子間最大允許工頻電壓有效值。按照此電壓所設(shè)計(jì)的避雷器，能在所規(guī)定的動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)中確定的暫時(shí)過電壓下正確地工作。它是表明避雷器運(yùn)行特性的一個(gè)重要參數(shù)，但它不等于系統(tǒng)額定電壓

41、。持續(xù)運(yùn)行電壓-在運(yùn)行中允許持久地施加在避雷器端子上的工頻電壓有效值。放電電流- 避雷器動(dòng)作時(shí)通過避雷器的沖擊電流。持續(xù)電流-在持續(xù)運(yùn)行電壓下流過避雷器的電流。持續(xù)電流由阻性和容性分量組成，可隨溫度和雜散電容的影響而變化。工頻參考電流-用于確定避雷器工頻參考電壓的工頻電流阻性分量的峰值。工頻參考電流與避雷器的標(biāo)稱放電電流及(或)線路放電等級(jí)有關(guān)，對(duì)單柱避雷器，通常在120 mA范圍內(nèi)。在工頻電流波形因電壓極性而不對(duì)稱情況下，應(yīng)以較大極性的電流來確定參考電流。避雷器工頻參考電壓-在工頻參考電流下測(cè)出的避雷器上的工頻電壓最大峰值除以。多元件串聯(lián)組成的避雷器的參考電壓是每個(gè)元件參考電壓之和。直流參考

42、電流/電壓-直流參考電流用于確定避雷器直流參考電壓，直流參考電流通常為120mA。在直流參考電流下測(cè)出的避雷器上的電壓。殘壓-放電電流通過避雷器時(shí)其端子間的最大電壓值。工頻電壓耐受時(shí)間特性-在規(guī)定條件下，對(duì)避雷器施加不同的工頻電壓，避雷器不損壞、不發(fā)生熱崩潰時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大持續(xù)時(shí)間的關(guān)系曲線。保護(hù)特性- a.陡波沖擊電流殘壓；b.雷電沖擊電流殘壓； c.操作沖擊電流殘壓。脫離器-在故障時(shí)，使避雷器引線與系統(tǒng)斷開以排除系統(tǒng)持續(xù)故障的一種裝置。切除時(shí)避雷器的故障電流通常不是該裝置的功能，故不一定能防止瓷套爆炸。線路避雷器 (5) 金屬氧化物避雷器（MOA）線路ZnO避雷器的防雷作用 (1)防雷電繞擊

43、線路如果能夠確定某個(gè)桿塔的雷電事故是由雷電繞擊引起的，則只在雷電繞擊的相導(dǎo)線上安裝避雷器就能確保在保護(hù)范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)線路的雷擊閃絡(luò)事故。對(duì)于山坡上的桿塔，只在外側(cè)相導(dǎo)線上安裝線路避雷器。對(duì)于山頂或平地區(qū)域的線路桿塔，應(yīng)在兩側(cè)安裝線路避雷器。特別注意：如果基于防繞擊的目的的桿塔避雷線或桿塔遭受雷擊，則沒安裝避雷器的相導(dǎo)線可能會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。(2)防雷電反擊線路 根據(jù)易擊段、易擊點(diǎn)歷年雷擊跳閘記錄, 桿塔耐雷水平以及易擊段的地形地貌等, 選擇耐雷水平較低, 遭受雷擊的可能性較大以及檔距超過300m 的桿塔加裝線路型避雷器（110220kV）,線路避雷器工頻過電壓耐受要求工頻續(xù)流切斷能力-工頻恢復(fù)電壓與

44、間隙臨界值的線性關(guān)系, 滿足0.5周波內(nèi)熄弧.電壓等級(jí)kV110220500MOA U1mA123kV246kV560kV間隙 mm65012001900間隙工頻放電電壓235kV410kV394kV (1.3p.u)規(guī)程要求(1.4p.u)100kV200kV424kV間隙臨界值 mm(續(xù)流2A)3136261400關(guān)于線路避雷器間隙操作沖擊耐受要求雷電下可靠動(dòng)作操作下不動(dòng)作(500kV要深度限制時(shí)除外)MOA故障時(shí),間隙能承受系統(tǒng)操作過電壓電壓等級(jí)110kV220kV500kV絕緣子雷電放電電壓700kV (7)1410kV (13)2450kV (28)雷電與絕緣子配合(50%)650m

45、m1150mm2200mm此時(shí)雷電放電電壓414kV771kV操作耐受500mm1050mm1800mm工頻續(xù)流切斷313mm626mm1400mm目前采用間隙500mm1050mm1800mm對(duì)應(yīng)的操作放電電壓313.6kV665.0kV1530kV規(guī)程要求的操作水平(3p.u)308kV617kV943kV(2p.u)無間隙線路避雷器在操作過電壓影響間隙放電穩(wěn)定性的因素 間隙放電電壓的穩(wěn)定性是避雷器保護(hù)性能的標(biāo)準(zhǔn)，棒一棒純空氣間隙與環(huán)一環(huán)帶絕緣子支撐間隙放電特性本身存在差異。前者一是極不均勻電場(chǎng)，后者一是稍不均勻電場(chǎng);前者一放電電壓稍低、分散性小，后者不僅分散性大，受絕緣子污穢性能影響明顯

46、，當(dāng)污穢引起漏電流達(dá)到一定值時(shí)，它與避雷器本體漏電流形成一個(gè)“分壓器”，明顯地改變了整個(gè)避雷器電位分布，提高了避雷器放電電壓值，這是設(shè)計(jì)者必須給子充分考慮的。兩種線路避雷器的比較無間隙線路避雷器運(yùn)行條件除滿足一般電站避雷器要求外，還應(yīng)滿足以下條件: (1承受各種內(nèi)過電壓作用，特別在線路中段，內(nèi)過電壓值最高，過電壓出現(xiàn)頻率高，要求通流容量較大。 (2)荷電率相對(duì)較高，與變電站內(nèi)避雷器不同，線路中段沒有限壓措施，電容效應(yīng)等都能引起電壓升高，線路避雷器荷電率較高。 (3線震、特強(qiáng)冷熱作用、風(fēng)擺、冰雪等可能破壞避雷器的密封。有間隙線路避雷器在實(shí)際應(yīng)用中.間隙距離和電極直徑相比在2倍以上(通常為2-5倍

47、).對(duì)環(huán)一環(huán)的電極結(jié)構(gòu)和絕緣支撐物固定間隙的放電電壓的極性差異較大。有間隙線路避雷器線路避雷器應(yīng)是免維護(hù) (1) 生產(chǎn)高質(zhì)量避雷器，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高無間隙線路避雷器的殘壓，減少老化損壞可能性。(2)應(yīng)附加避雷器加裝脫離器。（無間隙）(3)應(yīng)附加避雷器失效指示裝置。關(guān)于線路避雷器型號(hào)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓(kV ) 直流1mA 標(biāo)稱電壓不小于(kV ) 2kA 最大雷電沖擊殘壓(kV 峰值) 5kA 最大雷電沖擊殘壓(kV 峰值) 方波通流容量(A ) 沖擊波通流容量(kA ) 傘型外徑(mm ) 避雷器串聯(lián)間隙距離(mm ) 總高度(mm ) 參考重量(kg) H Y5CX2110220 110 123

48、187 220 400 65 144 500 1340 27 H Y5CX2220440 220 246 374 440 400 65 144 1050 2700 55 防止雷電反擊事故 （采用復(fù)合外套ZnO 避雷器后線路的耐雷水平kA）避雷器配置R 1 (歐) R 2 (歐 ) 110kV 220kV 500kV 沒裝避雷器10 10 95 175 295 40 10 35 75 140 100 10 25 40 70 安裝1 組避雷器10 10 260 300 350 40 10 100 180 350 100 10 60 110 340 安裝3 組避雷器10 10 300 300 350

49、 40 40 275 300 350 100 100 105 250 340 關(guān)于線路避雷器(1) 線路桿塔安裝線路避雷器以后, 雷擊桿塔耐雷水平有很大的提高, 但其提高程度受避雷器吸收雷電流能量的能力與避雷器最大耐受沖擊電流的限制。避雷器熱容量和流過避雷器的電流, 隨桿塔接地電阻、檔距、桿塔高度、雷電流的波形變化而變化。(2) 線路安裝線路避雷器以后, 雷擊導(dǎo)線的耐雷水平提高很多,500kV繞擊耐雷水平也可以達(dá)到54kA 。理論上平原、丘陵、山區(qū), 最大繞擊電流都低于線路避雷器所能耐受的雷電流.(3) 110kV 線路型避雷器提高反擊耐雷水平的效果，主要決定于雷擊桿塔時(shí)雷電流數(shù)值, 即避雷器

50、最大耐受沖擊電流能力與避雷器熱穩(wěn)定性的限制。(4) 線路型避雷器只能保護(hù)裝設(shè)桿塔兩個(gè)檔距范圍內(nèi)的雷擊。由于波的運(yùn)動(dòng)需要時(shí)間, 若其檔距l(xiāng) = 300m , 來去約2微秒多的時(shí)間。因此一個(gè)桿塔上的避雷器只能防護(hù)兩側(cè)一個(gè)檔距內(nèi)的雷擊。桿塔的接地要求 注：如土壤電阻率超過2000m，接地電阻很難降低到30時(shí)，可采用68根總長不超過550m的放射形接地體。在多雷區(qū)，如是聯(lián)絡(luò)線路或重要線路，桿塔接地電阻最好能處理到10以下。 注：當(dāng)在桿塔基礎(chǔ)的放射形接地極每根長度的1.5倍范圍內(nèi)有土壤電阻率較低的地帶時(shí)，可引外接地。對(duì)于中雷區(qū)及多雷區(qū)35kV及66kV無避雷線線路，減少雷擊引起的多相短路和兩相異地接地引

51、起的斷線事故，其接地電阻不受限制，多雷區(qū)不宜超過30。35KV及以上線路相互交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí)，交叉檔兩端鋼筋混凝土桿或鐵塔（上、下方線路共4基）不論有無避雷線，均應(yīng)接地。 阻低桿塔接地電阻的措施在土壤電阻率高的山區(qū)，由于受地質(zhì)、地勢(shì)等條件的限制，架空線路的桿塔接地裝置的工頻接地電阻往往達(dá)不到要求，要根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況，認(rèn)真查看地質(zhì)、地勢(shì)、測(cè)試桿塔周圍各個(gè)不同深度的土壤電阻率，然后根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比之后，采取有效降阻措施。做好地質(zhì)、地勢(shì)調(diào)查，了解桿塔工頻接地電阻超標(biāo)的原因。測(cè)試桿塔周圍的土壤電阻率，四周是否有土壤電阻率低的地方可以利用，測(cè)試不同深度的土壤

52、電阻率，地下有無可以利用的低電阻率的地層。降低工頻接地電阻的措施主要有以下幾種方式：水平外延接地體：盡量采用水平放射，以有效的降低沖擊接地電阻。深埋式接地極：深處的土壤電率較低、地下水位較高或有金屬礦體時(shí)，將接地體接近或插入。利用山巖的裂縫，插入接地極并灌入降阻劑。在凍土區(qū)，深埋接地體應(yīng)在凍土層以下。深埋接地體間距宜大于20m。填充電阻率較低的物質(zhì)：利用的附近低電阻率的物質(zhì)。在水平接地體周圍施加長效防腐降阻劑或采用深井爆破制裂壓力灌注降阻劑。采用接地模塊進(jìn)行降阻，接地模塊具有吸收和保持水分的作用。鋪設(shè)水下接地裝置：利用附近的水源，布置水下或水邊接地極。一般情況下水平接地體施加降阻劑的方法。采用

53、深井，地下一定要有低電阻率的地層才有明顯效果。采用深井爆破制裂壓力灌注降阻劑的方法費(fèi)用較大，而效果并不明顯。若受地形、地勢(shì)和土壤電阻率的限制把工頻接地電阻降到合格（30）以內(nèi)較困難時(shí)，可以考慮用68根長為80m的水平射線的方法來降低沖擊接地電阻，可把若干基桿塔的接地用耦合地線連接起來，在其中找出便于處理的，把接地電阻10以下，也可以起到一定防雷作用。 架空線路桿塔的接地裝置，因運(yùn)行環(huán)境惡劣，主要存在以下問題：腐蝕問題。容易發(fā)生腐蝕的部位主要有：1）接地引下線與水平或垂直接地體的連接處，由于腐蝕電位不同，極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，有的已經(jīng)形成開路狀態(tài)。2）接地線與桿塔的連接螺絲處，由于腐蝕、螺絲生銹，

54、用表計(jì)測(cè)量，接觸電阻非常高，有的已形成電氣上的開路。3）接地引下線本身，由于所處位置比較潮濕，運(yùn)行條件惡劣，運(yùn)行中又沒有按期進(jìn)行必要的防腐保護(hù)，因而腐蝕速度較快，特別是運(yùn)行10年以上的接地線，作熱穩(wěn)定校核時(shí)不能滿足短路電流熱穩(wěn)定的要求。4）水平接地體本身，有的埋深不夠，特別是一些山區(qū)的輸電線路桿塔，由于地質(zhì)為石頭，土層薄、埋深有的不足30cm，回填土又是用碎石回填、土中含氧量高，極容易發(fā)生吸氧腐蝕。在酸性土壤中的接地體容易發(fā)生析氫腐蝕；在海邊的桿塔容易發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。外力破壞問題。對(duì)于架空線路桿塔的接地裝置，特別是接地線，外力破壞是一個(gè)特別值得注意的問題，據(jù)某縣110KV線路桿塔接地裝置的調(diào)查，全線有60%的桿塔接地裝置被破壞，接地引上線被剪斷，接地極被挖走。（3）加強(qiáng)管理。建立健全設(shè)備臺(tái)帳、技術(shù)資料。健全所轄高壓輸電線路的設(shè)備臺(tái)帳，詳細(xì)的線路數(shù)據(jù)庫。規(guī)范接地電阻的測(cè)試方法。測(cè)量桿塔接地電阻時(shí)，應(yīng)根據(jù)桿塔接地裝置的布置方式合理地布置測(cè)量引線。桿塔接地裝置的運(yùn)行及維護(hù)慎重采用接地降阻劑降阻劑應(yīng)執(zhí)行接地降阻劑技術(shù)條件質(zhì)量指標(biāo)。對(duì)產(chǎn)品、原材料質(zhì)量監(jiān)控能力，嚴(yán)格施工工藝，保證下列屬性：1、防腐性：電極石墨為良好導(dǎo)電惰性物（物理降阻劑），對(duì)金屬不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。膠凝物及其添加劑均為強(qiáng)堿弱酸鹽，對(duì)金屬具有防腐性。施工中