[摘 要]为了减少输电线路的雷击跳闸次数,在输电线路的雷击区安装线路避雷器,可以提高线路的抗雷水平。本文介绍了线路避雷器的防雷原理,并对广州花都供电分公司部分挂网运行了3a的线路避雷器进行了跟踪分析,对线路避雷器的防雷效果进行了探讨。
[关键词]输电线路 雷击 线路避雷器 效果
1引言
近几年来,雷击引起的输电线路掉闸故障日益增多,从实际运行经验表明,输电线路的故障一半以上是雷电引起的。为了减少输电线路的雷击故障,通常采用多种的防雷措施,一般有: 架设避雷线; 降低杆塔接地电阻; 架设耦合地线; 提高线路的绝缘水平等等,取得了一定的防雷效果。但常规的防雷保护措施仅能部分地降低线路雷击跳闸率,一些高土壤电阻率的线路杆塔、绕击雷对线路造成影响及线路雷击区防雷问题上,仍没有找到比较好的解决方法。
将线路避雷器安装在输电线路的易击区,是一种有效的线路防雷措施,在美国、日本等国已有十多年的运行历史,取得了很好的效果。从2000年开始,广州花都供电分公司对二条雷击跳闸率较高的110kV输电线路安装了线路避雷器。经过几年的挂网运行,取得了较好的防雷效果。
2线路避雷器防雷的基本原理
线路避雷器一般采用避雷器本体和串联空气间隙的组合结构,避雷器本体基本不承担系统运行电压,不必考虑在长期运行电压下的电老化问题,在本体发生故障时也不影响线路运行。串联空气间隙有两种,一是纯空气串联间隙(简称纯空气间隙),一是由合成绝缘子支撑的串联空气间隙(简称绝缘子间隙)。两种间隙各有优缺点,纯空气间隙不必担忧空气间隙发生故障,但在安装线路避雷器时需要在杆塔上调整间隙距离,实施安装时要求高一点; 情况相反,对于绝缘子间隙,由于间隙距离已由绝缘子下,实施安装较为容易,但支撑串联间隙的合成绝缘子承担着较高的系统电压。
雷击杆塔时,一部分雷电流通过避雷线流到相临杆塔,另一部分雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻呈暂态电阻特性,一般用冲击接地电阻来表征。
雷击杆塔时塔顶电位迅速提高,其电位值为:
Ut=iRd+L· di/dt (1)
式中, i--雷电流; Rd--冲击接地电阻; L.di/dt--暂态分量。
当塔顶电位Ut与导线上的感应电位U1的差值超过绝缘子串50%的放电电压时,将发生由塔顶至导线的闪络。即Ut-U1>U50,如果考虑线路工频电压幅值Um的影响,则为Ut-U1+Um>U50。因此,线路的耐雷水平与4个重要因素有关,即线路绝缘子的50%放电电压、雷电流强度、有无架空地线和塔体的冲击接地电阻。一般来说,线路的50%放电电压是一定的,雷电流强度与地理位置和大气条件相关,不加装避雷器时,提高输电线路耐雷水平往往是采用降低塔体的接地电阻,在山区,降低接地电阻是非常困难的,这也是为什么输电线路屡遭雷击的原因。