浅析输电线路通过综合治理取得的防雷效果.pdf

第 3 2卷第 4期 2 0 0 9年 8月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n El e c t r i c P o we r Te c h n o l o g y Vo 1 3 2。 No 4 Au g 2 0 0 9 浅析输电线路通过综合治理取得 的防雷效果 张廷碧 ， 彭力健 ， 刘启俊。 ( 1 广元 电业局线路工区， 四川 广元6 2 8 0 0 0； 2 四川 电力职业技木学院 ， 四川 成都6 1 0 0 7 2 ； 3 四川 电力试验研究 院， 四川 成都6 1 0 0 7 2 ) 摘要： 统计了广元电业局历年来输电线路雷击跳 闸率， 采取的防范措施以及取得的防雷效果。 关键词： 输电线路； 雷击跳闸； 综合治理； 防雷 Ab s t r a c t ： T h e s t a t i s t i c s o f l i g h t n i n g t r i po u t r a t e s o f t r a n s mi s s i o n l i n e o f Gu a n g y u a n El e c t ric P o we r B u r e a u o v e r t h e y e a r s a t e c a r r i e d o u t T h e a d o p t e d p r e c a u t i o n a r y me a s u r e s a n d t h e o b t a i n e d e f f e c t o f p r o t e c t i o n a g a i n s t l i g h t n i n g a r e i n t r o d u c e d Ke y wo r d s ： t r a n s mi s s i o n l i n e ；l i g h t n i n g t r i po u t ；c o mp r e h e n s i v e c o n t r o l ；p r o t e c t i o n a g a i n s t l i g h t n i n g 中图分 类号 ： T M 7 5 3 文献标识码 ： B文章编号 ： 1 0 0 3 6 9 5 4( 2 0 0 9) 0 4 0 0 6 90 3 广元地区地处龙 门山脉 、 秦岭 山脉之 间， 该地 区 山峦起伏 ， 系典型的高 山大岭 、 山地地形。广元 电网 穿越崇山峻岭 ， 地质情况复杂、 土壤电阻率较高 ， 近年 来雷 电活动较为频繁， 电网防雷越来越突出。输 电线 路防雷更是防雷工作 的薄弱环节和难 点， 在雷雨 季 节 ， 线路频繁跳闸 ， 雷击绝缘子、 导线现象屡次发生 。 对此 ， 广元电业局领导高度重视防雷 工作 ， 矢志坚 持 “ 安全第一 ， 预防为主 ， 综合治理 ” 的方针 ， 前几年投 入了不少精力和资金 ， 采取了一些相应 的常规措施 ， 地网的测试 、 开挖部分杆塔接地 网， 线路零 、 低值绝缘 子的定期检测 ， 对部分杆塔加装 了线路氧化锌 避雷 器。但尽管如此 ， 由于广元地 区防雷工作特殊性 ， 雷 电活动频繁( 见表 1 ) 以及资金的制约 ， 致使防雷效果 不尽人意 ， 防雷现状不容乐观( 见表 2至表 4 ) 。 从近几年来看线路雷击跳 闸情况足 以说明， 线路 雷击跳闸率居高不下。为加强输变 电设 备的防雷管 理工作使防雷工作管理规范化 、 标准化 ， 不断提高输 表 1 广元地 区 2 0 0 3 2 0 0 6年 雷电活动情况统计表 2 0 0 3年 2 0 0 4年 2 0 0 5年 2 0 0 6年 雷电开始时间 5月 4日4月 2 3日4月 8日4月 1 1日 雷 电结束 时间 9月 1 8日 8月 1 6日 1 0月 2 0日9月 4日 雷电日数 3 5 3 0 3 2 4 0 表 2 2 0 0 3 2 0 0 6年 1 1 0 k V线路雷击跳 闸率统计 表 表 3 2 0 0 3 2 0 0 6年 2 2 0 k V线路雷击跳 闸率统计表 变电设备的防雷水平 ， 国家电网公司制定 了 国家 电 网公 司输变电设备防雷工作管理规定， 四川省 电力 公 司制定 了 四川 电 网防止雷过 电压 事故措施的实 施意见 、 关于开展输电线路杆塔接地网专项整治 工作的通知 、 输电线路专项整治工作的实施意见 的有关防雷工作规定 。广元 电业局积极贯彻上级有 关防雷管理规定 ， 上报 了 广元 电网综合 防雷研 究报 告 ， 四川省 电力公 司在 防雷工作 中投 入 了大量 人 力 、 物力 、 资金 ， 广元 电业局结合广元地区不 同地段 、 地势气象条件及雷击跳闸情况 ， 采取 了以下有针对性 的防雷综合治理。 1 综合治理措施 1 1 杆塔接地电阻普查和整治 对广元电业局管 辖 的 3 5 2 2 0 k V输 电 线 路 1 9 7 0基杆塔接地电阻进行 了测试 ， 开挖检查 3 9 4基 杆塔接地 网， 坚持“ 边普测 ( 查) 、 边整改 、 边分析” 的 原则 ， 针对输 电线路运行维 护工作 和普测 ( 查 ) 中发 现的杆塔接地方面存在 的缺 陷， 进行 了修复完善。修 复整治了2 2 0 k V线路 2 4 4基 、 1 1 0 k V线路 4 9 8基 、 3 5 69 第 3 2卷第 4期 2 0 0 9年 8月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n El e c t r i c Po we r Te c h n o l o g y Vo 1 3 2 No 4 Au g ， 2 0 0 9 k V线路 4 0 7基杆塔接地网( 体) ， 对无避雷线保护的 3 5 k V线路 ， 全部安装了 中l 2圆钢从金属横担直接引 下接地 ， 接地电阻降低在 3 0 Q 以下。对 于运行时间 较长的水泥杆塔 ， 采取了从杆顶直接采用引下线与接 地体相连的办法。杆塔接地网( 体) 普查和整治工 作， 达到了降低杆塔接地电阻 目的， 实现了大幅降低 输电线路雷击跳闸率 ， 提高输 电线路雷雨季节安全运 行可靠性， 降低了输电线路运行成本。 表 4 1 1 0 5 0 0 k V线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系 电压等级( k V) 1 1 0 2 2 0 5 0 0 接地电阻( n) 7 l 5 3 0 5 0 7 1 5 3 0 5 0 7 1 5 3 O 5 0 耐雷水平 ( k A) 6 3 4 1 2 4 1 6 1 1 0 7 6 4 8 3 2 1 7 7 1 2 5 8 1 5 5 相对危险因素 1 0 1 8 z8 3 5 1 2 5 5 1 7 7 1 3 9 1 2 1 1 表5 1 1 0 k V及以下的输电线路杆塔接地电阻值 表 6 2 2 0 k V及以下的输电线路杆塔接地电阻值 1 2 降低杆塔接地电阻 降低杆塔的接地电阻通常是提高线路耐雷性能 最经济的方法 。当杆塔 型式尺寸与绝缘子型式 和数 量确定后 ， 影响线路反击耐雷水平的主要 因素是杆塔 接地 电阻值。降低杆塔接地电阻是 1 1 0 k V及以上电 压等级线路基本的反击雷害措施。按照 1 9 9 7年 电业 行业标准( 规程 ) D L T 6 2 01 9 9 7 交流 电气装 置过 电压保护和绝缘配合 中的 1 1 0 5 0 0 k V线路的杆塔 尺寸和绝缘子的 5 0 雷电冲击绝缘水平对不同杆塔 接地电阻计算 出各 自耐雷水平见表 4 。 由表 5可见 ， 对于各种电压等级而言， 线路耐雷 水平随杆塔接地 电阻的增加而降低 ， 对于三种电压等 级 ， 接地电阻由7 Q增至 5 0 Q时耐雷水平分别降至 前者的 5 0 、 2 9 和 3 1 。广元电业局结合 四川省 电力公司防雷反措有关条款和契机 ， 在运行线路中做 好了地质 、 地势调查 ， 测试杆塔周 围的土壤 电阻率 、 接 地电阻值 。如表 5 、 表 6规定 ， 降低接地 电阻值。例 如 ： 广元 电业局 1 1 0 k V三木南线接地电阻整治前后 的数据表 7 、 表 8以及该线路雷击跳 闸情况统计数据 表 9来看 ， 充分显示 了通过降低杆塔接地电阻， 提高 了线路耐雷水平。 1 3 加装线路避雷器 表 7 1 1 0 k V三木南线接地电阻整治前后数据统计 备注 ： 1 1 0 k V三木南线土壤电阻率均在 5 0 01 0 0 0 Q m范围内。 第 3 2卷第 4期 2 0 0 9年 8月 四 川 电 力 技 术 S i c h u a n E l e c t r i c P o we r T e c h n o l o g y Vo 1 3 2。 No 4 Au g ， 2 0 0 9 表 8 1 1 0 k V三木南线接地 电阻整治前后 雷击跳 闸情况统计 为了减少线路 的雷击事故 ， 提高供 电可靠性 ， 广 元电业局从 1 9 9 8年开始安装线路避雷器 ， 分别安装 在雷电活动强烈 的 3 52 2 0 k V线路上 ， 经过 9年的 运行 ， 安装了线路避雷器 的杆塔未因雷击 开关跳 闸。 根据其运行经验支持的易击段 、 易击点 、 多雷区双 回 易击点 的一 回线路上 ， 2 0 0 62 0 0 7年安装线路避雷 器 4 2组 ， 从动作次数及线路跳闸率分析 ， 真正达到了 保护线路 、 降低跳 闸率的 目的。 1 4 采用同塔双 回不平衡绝缘 在同杆双 回的线路 中也有采用不平衡绝缘方式 以达到降低双 回线路同时跳 闸的概率 ， 但无法消除同 时跳 闸事故。同杆双回的线路因导线垂直排列 ， 杆塔 较高， 线路反击耐雷水平一般比同电压等级导线水平 排列 的线路低 ， 当雷电流 足够大时 ， 可 能会产生 同塔 双回线路 的绝缘子相继反击 ， 造成 双 回线路 同时跳 闸。国内曾有研究表明： 不平衡绝缘方式下双 回线路 同时闪络的概率较目前平衡绝缘方式均有所降低， 杆 塔接地电阻越小 ， 不平衡绝缘防止双回线路 同时闪络 跳闸的效果越好 ， 冲击接地 电阻小 于 7 Q， 同时闪络 的概率可 降低 8 6 ， 冲击 接地 电阻 3 0 Q 时可 降低 7 4 。如表 9所示 ， 由于 目前还没有冲击 电阻测试仪 器， 仅能以理论值校核 。 表 9 雷击塔顶时线路绝缘 闪络概 率 冲击接地电阻 平衡绝缘 不平衡绝缘 效果 ( f t ) 第 1回第 2回第 1回第2回 ( 2 ) 一 ( 1 ) ( 1 ) 7 0 2 0 O 1 4 0 2 0 0 01 9 8 6 4 1 5 O 3 3 O 2 7 0 3 3 0 0 6 6 7 5 6 3 0 O 4 8 O 4 2 0 4 8 0 1 l 一7 3 8 研究结果显示 ， 在 同杆双 回线路的一回线路上增 加绝缘子确可令双回线路同时跳闸的概率降低， 但无 法完全消除同时跳 闸事故。广元 电业局结合输 电线 路运行经验 ， 在 1 1 0 k V三木南线、 三木北线 同塔双 回 的线路 中采用不平衡绝缘方式 以达降低双 回线路 同 时跳 闸的概率 ， 在 1 1 0 k V三木北线增加 了一片绝缘 子 ， 根据广元 电业局 2 0 0 7年输 电线路跳 闸统计 ， 1 1 0 k V三木南线 、 三木北线未出现开关同时跳闸。 2 综合治理取得的防雷效果总结 2 0 0 6年底至 2 0 0 7年初 ， 广元 电业局加大人力、 物 力、 财力对管辖的输电线路进行 了综合治理， 采用了杆 塔接地电阻普查和整治、 降低杆塔接地电阻、 加装线路 避雷器、 不平衡绝缘针对性防雷措施 ， 如表 1 0所示。 表 1 0 2 0 0 7年 1 1 0 2 2 0 k V线路 雷击跳闸率统计表 雷