复万220kv输电线路耐雷性能分析

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1、重庆大学工程硕士学位论文1绪论1．1课题研究的背景和意义电力工业是国民经济的重要部门之一。它既为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供必不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。架空输电线路纵横交错延绵不断地分布在旷野上，而自然界气候千变万化，使得输电线路极易：遭雷击，如果防雷措施采用不当可能引起绝缘子损坏，架空地线和输电线路断线，并造成线路跳闸。雷击时产生的侵入波过电压传入变电站还可能引起站内设备损坏，造成更大的设备事故。统计资料表明，雷害是造成高压输电线路停电事故的主要原因之一，因此输电线路的防雷一直是电力系统安全可靠运行的一个重要环节

2、¨j。根据国家电力公司的统计表明：雷击各级输电线路而引发的跳闸事故占总事故的60％左右。尤其在地形复杂、土壤电阻率高和多雷电的山区，雷击输电线路而引发的事故率更高【2】。而复万220kV输电线路在达县、达川市境内，即从复兴变电所到万源变电所，线路总长117千米，沿线多数地段山势陡峭、沟谷纵横，地形起伏变化大，局部地段将出现大档距，大高差，地形条件十分差。该线路投入运行后，曾多次出现雷击跳闸事故，工厂因雷击停产、通讯系统因雷击中断、供电系统因雷击停电等等，对达川地区造成了巨大的经济损失。另外，随着社会经济的快速发展，我国电力公用事业对供电的可靠性提出了更高的要求。

3、复万220kV输电系统主要是面向大型企业等重要电力用户，认真总结复万220kV输电线路的运行经验，对复万220kV输电线路的耐雷性能进行理论分析和研究，并提出有效的防雷保护措旌，使防雷技术更趋完备，无疑具有深远的现实经济意义【3】f4】。1．2国内外的研究现状1．2．1输电线路防雷保护发展输电线路的防雷保护大体上经历了四个发展阶段。第一阶段(1930年以前)是以防止感应雷为主的阶段。最初，线路电压等级很低，感应雷引起的雷害事故是线路防雷的主要矛盾。因此，为了减少相导线上感应过电压，在输电线路上加装了地线，但这条地线是挂在相线下面的仅作为耦合地线用。第二阶段(19

4、30～1950年)，以防止直击雷为主的阶段，也是雷电参数得以系统归纳设计的时期。这一时期逐步明确了对110～220kV高压线路来说，直击雷是主要矛盾并提出了直击雷防护计算方法。美国于1923年建成了220kV高压输电线路，由于运行后发生重庆大学工程硕士学位论文1绪论多次大的雷害事故，促使了防雷工作的迅速开展，随着输电线路电压等级的提高，线路绝缘水平也大大提高，感应过电压不可能使绝缘闪络。在这种情况下，人们才开始认识到直击雷是线路雷害事故的主要原因。因此，各国进行了大量的雷电观察，提出了用行波理论来计算绝缘子串两端电压的方法。第三阶段1950年1962年左右，是由

5、美国OVEC345kV线路异常高的闪络率所引起的争论和对以前的防雷计算方法和数据进行重新估价的时期，这场争论极大地推动了线路防雷研究工作的进展，使理论分析、现场测试、模拟试验和运行经验的积累等方面的工作都有了很大的提高。第四阶段1962年前后至今，为模拟试验、现场实测、概率统计方法和计算机综合使用的阶段15胴【7l。为了减少输电线路的雷击故障，一般采用的是减小避雷线屏蔽角，增加绝缘子绝缘长度、多重屏蔽、双回路差接绝缘和降低杆塔接地电阻等技术措施，这些措施中唯有降低杆塔接地电阻值是最为灵活，，较为经济。容易实施，效果明显的一种手段。但是，对于布在山区高土壤电阻率的

6、易击段与易击杆塔所在线路，降低杆塔接地电阻难度较大，难以达规程要求，而提高绝缘水平将会使杆塔更宽更高而受到杆塔结构及走廊宽度的限制，即使方便可行也会使投资增加很多，降低经济效益。对于采用负角保护，减小屏蔽角与多重屏蔽的方法将受到杆塔结构的限制，对于一些老线路的改造难以进行，且由于山区线路地形限制，经过坡地的线路绕击率高，使绕击雷对线路造成的故障率高的问题没有好的对策，因此即使用了以上措施，有不少地区仍不能有效降低雷击跳闸事故率1111191。从80年代开始美国和日本先后成功地将避雷器应用到输电线路上，称之为线路避雷器(又称杆塔型避雷器)，在各种电压等级的线路上都

7、有成功动作的记录。线路型避雷器在我国是从1993年开始研制和应用的。1997年乐山电业局110kV五沙线105号铁塔，是一基过江大跨度高塔，年年遭受雷击，绝缘子常被打坏，采用羊角保护、降低接地电阻等方法仍不能解决问题。后来安装了一组110kV线路避雷器(带串联间隙)，至今未发生过雷击该塔造成线路跳闸和损坏绝缘子的事故，取得了很好的效果【l哪。1998年肇庆电力工业局将该项技术应用于110kV珠西线的雷电防护，对雷窖比较严重的28号塔附近线路上，装设线路型避雷器的耐雷水平进行计算分析，加装线路型避雷器后线路耐雷水平大幅提高。经实践与计算表明，选择合适的杆塔避雷器技

8、术参数，安装到雷电活动强