论文部分内容阅读
摘要：通过对近年来承德地区220kV输电线路跳闸情况的调查分析，得出线路跳闸主要是由于雷击造成，安装并联间隙后，能够起到保护绝缘子、避免多相及永久故障，降低线路雷击事故率的作用，确保了承德电网的安全稳定运行。
关键词：线路；雷击；并联间隙
作者简介：武荣伟（1980-），男，河北承德人，河北省承德市开发区供电局输电部，工程师。（河北 承德 067000）
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）30-0115-01
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因之一，雷击造成绝缘子串破损的现象偶有发生，目前广泛采取的防雷措施包括降低接地电阻、加强绝缘、安装防雷侧针、安装线路避雷器等等，其目的都是为了增加对导线的屏蔽效果、提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率，从思想上属于“堵塞型”的防雷措施。但是由于雷电活动的随机性与复杂性，以及输电線路走廊地形气象条件的多样性和差异性，使得上述措施不能完全避免雷击跳闸的发生。
一、承德电网概况
1.基本情况
承德电网地处京津唐电网的末端，担负着承德八县三区的供电任务。输电部负责全区32条220kV线路，共3268基铁塔，1337公里输电线路的运行维护工作。承德地区是雷电活动特别频繁的地区，山区约占85%左右，雷电日在60以上，而且承德矿产资源非常丰富，金属矿大量存在是线路发生雷击故障的主要原因。
2.220kV线路跳闸情况统计
2009年共发生线路跳闸6次，都是雷击造成；2010年共发生线路跳闸11次，其中10次是雷击造成，1次是鸟害；2011年截止到目前共发生线路跳闸13次，其中12次是雷击造成，1次是外力破坏。雷击跳闸次数约占总跳闸次数的93.3%。
二、现阶段防雷措施
目前，采用的防雷措施为架设耦合避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线路外绝缘水平、安装氧化锌避雷器、安装防雷侧针。承德地区主要通过降低杆塔接地电阻、安装氧化锌避雷器、安装防雷侧针这三个防雷措施来减少线路雷击跳闸次数。降低杆塔接地电阻主要是防止雷电反击，安装氧化锌避雷器主要是防止雷电绕击，安装防雷侧针主要是防止雷电绕击。
不足方面在于：
承德地区地处山区，以岩石为主，土壤电阻率可达到2000Ω·m以上，有些杆塔降低接地电阻十分困难。
氧化锌避雷器相当昂贵，无法在线路的每一基杆塔上普遍安装。因此我们根据掌握的资料在容易遭受雷击并且接地改造困难的杆塔上合理地安装氧化锌避雷器。截至目前，我们在14条220kV输电线路杆塔上共安装了330支氧化锌避雷器。
2008年，我们已在6条220kV输电线路全线安装防雷侧针，实践证明，防雷区域相对太小，不能有效防止线路雷击跳闸。
三、实施过程
1.项目背景
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因之一，近年来承德电网在输电线路防雷改造方面开展了大量工作，线路雷击跳闸率总体呈下降趋势，但线路雷击跳闸仍不能完全避免，线路雷击造成绝缘子串破损的现象偶有发生。在这一背景下，有必要对绝缘子并联间隙装置这一“疏导型”的防雷措施开展全面研究，分析其功能特点、技术性能、适用范围以及在承德电网的应用前景，发挥其保护绝缘子、避免多相及永久故障的作用，为承德电网输电线路的安全运行提供有力的支撑与保证。
2.设计原理
为了使并联间隙和绝缘子串在雷电冲击过电压下进行绝缘配合，一方面要满足设计的要求，并联间隙上、下招弧角的距离要足够小，以使并联间隙在雷电冲击过电压下能够先于绝缘子串放电，从而可靠保护绝缘子串和导线，另一方面并联间隙两个招弧角之间也要保持足够的距离，以免引起过多的线路跳闸。雷击闪络时，放电应当起始于间隙的一个电极，终止于另一个电极，电弧应做到不接触、不伤害绝缘子表面。
3.并联间隙作用
（1）雷击线路时，并联间隙能够先于绝缘子串放电，在系统中与自动重合闸配合使用，捕捉放电电弧根部引导雷电流入地，从而可靠保护绝缘子串和导线。
（2）并联间隙与线路的绝缘配合，应保证在线路最大操作过电压下不被击穿，不降低线路绝缘水平。
（3）由于220kV线路的绝缘子串较长，考虑到由于杂散电容造成的绝缘子串电压分步不均匀问题，并联间隙对绝缘子串有均匀作用，减少电晕产生的可能性。
四、实施效果
2011年5月承德地区在3条220kV同塔双回线路上共安装并联间隙756套，即同塔架设其中1条线全线安装，另外1条线不安装。安装后共发生雷击跳闸3次，均重合成功，放电通道就是并联间隙两端尖端放电，这说明并联间隙能够起到保护绝缘子、避免永久故障，降低线路雷击事故率的作用，效果非常显著。
五、巩固措施
积极采取行之有效的防雷措施，减少雷击掉闸次数，认真分析线路雷击掉闸情况，对雷击掉闸率高的地区要认真研究线路所处地理条件和外部环境及其它因素，分析雷击性质及原因，对不同地形、位置的线路要因地制宜制定不同的措施。
雷电定位系统是输电线路防雷工作的基础，为确保杆塔坐标经纬度的准确性，在巡线时把复核输电线路杆塔的坐标作为一项主要内容。
随着线路断路器、保护装置的性能及可靠性的显著增强，线路重合闸成功率明显提高。已安装并联间隙的输电线路发生雷击故障时，能够及时重合成功，避免了绝缘子的损坏，今后承德供电公司将继续开展并联间隙安装工作。
六、结束语
输电线路的防雷是一项系统工程，我们认为线路各种防雷措施都应有其针对性，在选择线路的防雷方式时必须先找出线路遭雷击跳闸的原因，根据实际情况采取相应的防雷措施，只有这样才能在防雷保护上取得真正的实效。
参考文献：
[1]张殿生,等.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:水利电力出版社,1991.
[2]朱延庆,等.送电线路施工[M].北京:中国电力出版社,1998.
[3]张丽英,等.110kV-750kV避雷器管理规范[M].北京:中国电力出版社,2006.
[4]孙昭英,等.110kV、220kV架空线路并联间隙防雷保护研究[M].北京:中国电力科学研究院,2004.
[5]罗真海.10kV、220kV架空线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究[M].北京:中国电力科学研究院,2004.
（责任责任：刘辉）
关键词：线路；雷击；并联间隙
作者简介：武荣伟（1980-），男，河北承德人，河北省承德市开发区供电局输电部，工程师。（河北 承德 067000）
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）30-0115-01
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因之一，雷击造成绝缘子串破损的现象偶有发生，目前广泛采取的防雷措施包括降低接地电阻、加强绝缘、安装防雷侧针、安装线路避雷器等等，其目的都是为了增加对导线的屏蔽效果、提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率，从思想上属于“堵塞型”的防雷措施。但是由于雷电活动的随机性与复杂性，以及输电線路走廊地形气象条件的多样性和差异性，使得上述措施不能完全避免雷击跳闸的发生。
一、承德电网概况
1.基本情况
承德电网地处京津唐电网的末端，担负着承德八县三区的供电任务。输电部负责全区32条220kV线路，共3268基铁塔，1337公里输电线路的运行维护工作。承德地区是雷电活动特别频繁的地区，山区约占85%左右，雷电日在60以上，而且承德矿产资源非常丰富，金属矿大量存在是线路发生雷击故障的主要原因。
2.220kV线路跳闸情况统计
2009年共发生线路跳闸6次，都是雷击造成；2010年共发生线路跳闸11次，其中10次是雷击造成，1次是鸟害；2011年截止到目前共发生线路跳闸13次，其中12次是雷击造成，1次是外力破坏。雷击跳闸次数约占总跳闸次数的93.3%。
二、现阶段防雷措施
目前，采用的防雷措施为架设耦合避雷线、降低杆塔接地电阻、加强线路外绝缘水平、安装氧化锌避雷器、安装防雷侧针。承德地区主要通过降低杆塔接地电阻、安装氧化锌避雷器、安装防雷侧针这三个防雷措施来减少线路雷击跳闸次数。降低杆塔接地电阻主要是防止雷电反击，安装氧化锌避雷器主要是防止雷电绕击，安装防雷侧针主要是防止雷电绕击。
不足方面在于：
承德地区地处山区，以岩石为主，土壤电阻率可达到2000Ω·m以上，有些杆塔降低接地电阻十分困难。
氧化锌避雷器相当昂贵，无法在线路的每一基杆塔上普遍安装。因此我们根据掌握的资料在容易遭受雷击并且接地改造困难的杆塔上合理地安装氧化锌避雷器。截至目前，我们在14条220kV输电线路杆塔上共安装了330支氧化锌避雷器。
2008年，我们已在6条220kV输电线路全线安装防雷侧针，实践证明，防雷区域相对太小，不能有效防止线路雷击跳闸。
三、实施过程
1.项目背景
雷击是造成输电线路跳闸的主要原因之一，近年来承德电网在输电线路防雷改造方面开展了大量工作，线路雷击跳闸率总体呈下降趋势，但线路雷击跳闸仍不能完全避免，线路雷击造成绝缘子串破损的现象偶有发生。在这一背景下，有必要对绝缘子并联间隙装置这一“疏导型”的防雷措施开展全面研究，分析其功能特点、技术性能、适用范围以及在承德电网的应用前景，发挥其保护绝缘子、避免多相及永久故障的作用，为承德电网输电线路的安全运行提供有力的支撑与保证。
2.设计原理
为了使并联间隙和绝缘子串在雷电冲击过电压下进行绝缘配合，一方面要满足设计的要求，并联间隙上、下招弧角的距离要足够小，以使并联间隙在雷电冲击过电压下能够先于绝缘子串放电，从而可靠保护绝缘子串和导线，另一方面并联间隙两个招弧角之间也要保持足够的距离，以免引起过多的线路跳闸。雷击闪络时，放电应当起始于间隙的一个电极，终止于另一个电极，电弧应做到不接触、不伤害绝缘子表面。
3.并联间隙作用
（1）雷击线路时，并联间隙能够先于绝缘子串放电，在系统中与自动重合闸配合使用，捕捉放电电弧根部引导雷电流入地，从而可靠保护绝缘子串和导线。
（2）并联间隙与线路的绝缘配合，应保证在线路最大操作过电压下不被击穿，不降低线路绝缘水平。
（3）由于220kV线路的绝缘子串较长，考虑到由于杂散电容造成的绝缘子串电压分步不均匀问题，并联间隙对绝缘子串有均匀作用，减少电晕产生的可能性。
四、实施效果
2011年5月承德地区在3条220kV同塔双回线路上共安装并联间隙756套，即同塔架设其中1条线全线安装，另外1条线不安装。安装后共发生雷击跳闸3次，均重合成功，放电通道就是并联间隙两端尖端放电，这说明并联间隙能够起到保护绝缘子、避免永久故障，降低线路雷击事故率的作用，效果非常显著。
五、巩固措施
积极采取行之有效的防雷措施，减少雷击掉闸次数，认真分析线路雷击掉闸情况，对雷击掉闸率高的地区要认真研究线路所处地理条件和外部环境及其它因素，分析雷击性质及原因，对不同地形、位置的线路要因地制宜制定不同的措施。
雷电定位系统是输电线路防雷工作的基础，为确保杆塔坐标经纬度的准确性，在巡线时把复核输电线路杆塔的坐标作为一项主要内容。
随着线路断路器、保护装置的性能及可靠性的显著增强，线路重合闸成功率明显提高。已安装并联间隙的输电线路发生雷击故障时，能够及时重合成功，避免了绝缘子的损坏，今后承德供电公司将继续开展并联间隙安装工作。
六、结束语
输电线路的防雷是一项系统工程，我们认为线路各种防雷措施都应有其针对性，在选择线路的防雷方式时必须先找出线路遭雷击跳闸的原因，根据实际情况采取相应的防雷措施，只有这样才能在防雷保护上取得真正的实效。
参考文献：
[1]张殿生,等.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:水利电力出版社,1991.
[2]朱延庆,等.送电线路施工[M].北京:中国电力出版社,1998.
[3]张丽英,等.110kV-750kV避雷器管理规范[M].北京:中国电力出版社,2006.
[4]孙昭英,等.110kV、220kV架空线路并联间隙防雷保护研究[M].北京:中国电力科学研究院,2004.
[5]罗真海.10kV、220kV架空线路复合绝缘子并联间隙防雷保护研究[M].北京:中国电力科学研究院,2004.
（责任责任：刘辉）