关于35kv线路防雷器在配网中防雷应用探究

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1、关于35kV线路防雷器在配网中防雷应用探究　　【摘要】雷击是造成输电线路跳闸的主要原因，我国输电线路运行事故统计表明，线路总跳闸次数中，由雷击引起的跳闸占40%～70%，由此而引起的线路停电给国民经济生活带来了巨大的损失。本文介绍了线路避雷器防雷的工作原理，对35kV线路耐雷水平进行了分析，并结合某地区线路避雷器在35kV线路应用及防雷效果，证明线路避雷器可以有效降低雷击跳闸，从而为线路提供可靠保护。【关键词】35kV线路；避雷器；防雷引言自1980年开始，国外提出了在线路上安装氧化锌避雷器来减少线路雷击事故的措施。在美国和日

2、本先后成功地将避雷器应用到输电线路上，特别是日本，在各种电压等级的线路上都有成功动作的记录。实践证明，将线路避雷器应用到线路雷电活动强烈或土壤电阻率高、降低接地电阻有困难的线路，可有效提高线路的耐雷水平。随着技术的发展，我国也相继研制出10～500kV的线路避雷器，并已大量用于输配电线路的防雷保护。1线路避雷器防雷的工作原理7线路避雷器一般采用避雷器本体和空气间隙串联或固定绝缘子间隙的组合结构，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老化问题，本体发生故障时，也不影响线路运行。与空气间隙串联的组合可不考虑避

3、雷器本体发生故障所引发的事故，但需要安装线路避雷器时在杆塔上调整间隙距离；与固定绝缘子间隙的组合，实施安装较为容易，但支撑串联间隙的复合绝缘子承受较高的系统电压和较大机械载荷。雷击杆塔时，一部分雷电流通过避雷线流到相邻杆塔，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，横担电位迅速提高，其电位值为（1）式（1）中，为雷电流；为冲击接地电阻；为暂态分量。当横担电位与导线上的感应电位的差值超过绝缘子串50%的放电电压时（即），将发生由横担至导线的闪络。如果考虑线路工频电压幅值的影响

4、，则为。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。雷电流强度与地理位置和大气条件相关，若不采用加装避雷器的防雷措施时，提高输电线路耐雷水平往往采用降低塔体的接地电阻。在山区，降低接地电阻非常困难，从而导致线路屡遭雷击而引起跳闸。7加装避雷器后，线路避雷器与线路绝缘子并联。当输电线路遭受雷击时，雷电流的分流将发生变化，一部分雷电流从避雷线流向相邻杆塔，一部分雷电流经塔体入地，当雷电流超过避雷器的动作值后，避雷器动作加入分流。雷电流过后，流过避雷器的工频续流

5、仅为毫安级，避雷器将工频续流在第一次过零时切断，快速恢复绝缘强度。235kV线路耐雷水平分析35kV线路属于中压网络，是我国主要的配电网络之一。由于配网的绝缘水平低，网架结构复杂，而且配电线路没有避雷线、耦合地线、线路避雷器等保护措施，一旦遇到雷害天气，配电网将由直击雷或感应雷而引起线路闪络和故障。线路耐雷水平是衡量线路防雷性能优劣的重要指标，它与杆塔尺寸、杆塔冲击接地电阻大小、绝缘子片数、绝缘子类型、杆塔周围的地形情况、线路运行维护水平等情况有关。针对某地区调研，某35kV线路外绝缘配置为3片WP-7型号绝缘子，线路的绝缘水

6、平较低，直击雷或感应雷都容易引起线路跳闸。2.1直击雷侵害7雷直击导线后，雷电流将在被击导线上向两侧分流，形成向两边传播的过电压波，在没有反射波之前，电压与电流的比值为线路的波阻抗Z。架空线路的波阻抗在大气过电压的情况下，认为接近等于400Ω。雷电流沿线路两侧流，即；其等值电路见图1，此时架空线路上的直击雷过电压为（2）雷电直击于无避雷线的架空线路时，线路绝缘子串发生闪络的雷电流为（3）式（3）中，为绝缘子串的50%放电电压。针对3片绝缘子的冲击闪络电压一般为117.36×3=352.08kV。通过式（3）计算得到雷击导线时绝

7、缘子闪络的雷电流为3.52kA。按规程规定的雷电流幅值概率分布曲线为（4）式（4）中，I为雷电流幅值，kA；P为雷电流幅值超过I的概率。可以通过式（4）计算出超过此雷电流的概率为91%，即存在91%的雷电在直击导线的情况下会造成线路跳闸。2.2感应雷侵害根据国家规程，距架空线距离超过65m时，雷云对地放电时，线路上产生的感应过电压最大值可按式（5）计算：（5）式（5）中，为雷击大地时感应过电压最大值，kV；I为雷电流幅值（一般不超过100），kA；为导线的平均高度，m；S为雷击点与线路的距离，m。7由式（5）可知，雷电感应过电

8、压与架空线路导线的平均高度呈正比。这是因为雷电感应过电压主要由静电感应引起，对于导线上相同的电荷量，当导线离地越高，对地电容越小，则导线对地电位差也越大，亦即对地过电压越高。感应过电压一般不超过300kV，但对35kV及以下线路容易因感应过电压而发生绝缘子闪络。3线路避雷器在