电力线路防雷接地研究

图4.82可以看出杆塔高度对绕击率的影响还是较大的，同时从前面分析也可以知道，杆塔高度的增加，也将大大增加同塔双回输电线路的反击跳闸率，因此，为提高输电线路的耐雷水平，在条件允许的情况下，尽量降低杆塔的高度。图4.82杆塔呼称高对绕击的影响4.9绕击耐雷性能小结通过上述计算和分析可知，杆塔的绕击耐雷性能具有如下特点：1、地线保护角对输电线路绕击耐雷性能的影响较大，尤其是双回路。线路的绕击跳闸率随地线保护角的增大而迅速上升。根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）并参照本文分析计算结果，建议本工程双回路杆塔地线保护角不大于0°；单回路酒杯型直线塔和跳线上绕式耐张塔地线保护角不大于15°；单回路“下”字型直线塔和单柱型耐张塔地线保护角不大于0°。2、在山区地段，受地面倾角影响，线路的绕击跳闸率会比平地线路显著上升，因此在选线时应主动避开地形陡峭的山坡，实在无法避开时，要采取必要的防雷措施。3、线路绕击率随杆塔呼高增高而显著上升，因此，在条件允许的情况下，尽量降低杆塔的高度。5防雷设计及接地措施提高线路的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率是输电线路防雷设计的最终目的。在确定线路防雷方式时，应综合考虑系统的运行方式，线路的电压等级和重要程度、线路经过地区雷电活动的强度、地形地貌特点、土壤电阻率的高低等自然条件，参考当地原有线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，采取合理的保护措施。本文通过对本工程杆塔耐雷性能的计算、分析和研究，并参考国内外多年运行经验，为提高线路的雷电性能，主要可以采取以下措施：5.1架设避雷线这是高压超高压线路防雷的基本措施。其作用主要是防止雷直接击于导线。同时还有分流作用以减小流经杆塔入地的电流，从而降低塔顶电位；通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘承受的电压；对导线还有屏蔽作用，可以降低感应过电压。本工程位于山地，建议本工程双回路杆塔地线保护角不大于0°，全高60m及以上双回路铁塔地线对导线保护角不超过-5°；单回路酒杯型直线塔和“猫头型”跳线上绕式耐张塔地线保护角不大于15°；单回路“下”字型直线塔和单柱型耐张塔地线保护角不大于0°。5.2降低杆塔接地电阻降低杆塔冲击接地电阻可显著提高线路耐雷水平，是降低输电线路跳闸率最有效的方法之一。为了便于检查和测量，规程规定了不同情况下要求的杆塔接地电阻限值，如下表所示。表5.2-1杆塔接地电阻限值土壤电阻率≤100100～500500～10001000～2000＞2000工频接地电阻（Ω）1015202530在土壤电阻率低的地区，应充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻。在高土壤电阻率的地区，用一般方法难于降低接地电阻时，可采用多根放射形接地体，或连续伸长接地体；或采用某种有效的降阻剂降低接地电阻值。对于全高超过60m的杆塔，在雷雨季节干燥时，建议每基杆塔不接地线的工频接地电阻不大于上表规定的数值的一半，以提高线路耐雷水平。5.3加强绝缘对于个别大档距、高杆塔地段，落雷机会增多；塔高等值电感大，塔顶电位高；感应过电压也高；绕击的最大雷电流幅值大，绕击率高。这些都增大了线路的雷击跳闸率。为降低跳闸率，可在高杆塔上增加绝缘子串的片数，加大导、地线之间的距离，以加强线路绝缘，提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率。5.4装设多相自动重合闸装置由于线路绝缘具有自恢复能力，大多数雷击造成的冲击闪络在线路跳闸后能自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低线路的雷击事故率效果很好。国外运行的经验表明，采用多相重合闸，可以十分有效地限制同时闪络对系统的危害。5.5安装线路型避雷器为了减少输电线路的雷电事故，提高供电可靠性，人们提出了利用避雷器来减少线路雷击事故和深度限制操作过电压的要求。图5.5-1线路用氧化锌避雷器加装避雷器后，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传入相临杆塔，一部分经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。大部分的雷电流从避雷器流入导线，传播到相临杆塔，雷电流在流经避雷线和导线时，由于导线间的电磁感应作用，将分别在导线和避雷线上产生耦合分量，因为避雷器的分流远远大于从避雷线中分流的雷电流，这种分流的耦合作用将使导线电位提高，使导线和塔顶之间的电位差小于绝缘子串的闪络电压，计算结果也表明加装线路型避雷器后可以大大减少和消除线路雷击跳闸事故。6结论通过对本工程线路反击跳闸率和绕击跳闸率的计算结果及其影响因素进行分析，得到如下结论：（1）220kV输电线路反击跳闸率明显高于绕击跳闸率，提高线路反击耐雷水平是220kV防雷设计的主要工作。（2）输电线路的耐雷水平随接地电阻的减小而增大，反击跳闸率随接地电阻的减小而迅速减小，故减小杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平和运行可靠性的有效措施。（3）理论分析和计算结果表明，绕击跳闸率与线路保护角、随地面倾角和杆塔呼高有关，随着线路保护角增大而减小，随地面倾角增大而增大、随杆塔呼高增加而增大。根据《110kV～750kV架空输电线设计规范》（GB50545-2010）相关规定，并参考以上结论，建议本工程采取以下防雷措施：（1）全线架设双地线，杆塔上两根地线之间的距离，不超过地线与导线间垂直距离5倍，以保证两地线联合保护作用。（2）本工程位于山地，建议本工程双回路杆塔地线保护角不大于0°，全高60m及以上双回路铁塔地线对导线保护角不超过-5°；单回路酒杯型直线塔和“猫头型”跳线上绕式耐张塔地线保护角不大于15°；单回路“下”字型直线塔和单柱型耐张塔地线保护角不大于0°。（3）受地面倾角影响，线路的绕击跳闸率会比平地线路显著上升，因此在选线时应主动避开地形陡峭的山坡，实在无法避开时，要采取必要的防雷措施，如降低接地电阻，加装线路避雷器等措施。（4）在+15℃，无冰、无风情况下，档距中央导地线之间的距离应满足S≥0.012L+1。（5）全线杆塔逐基接地，并根据土壤电阻率参数的不同选择接地装置型式，在雷雨季节干燥时，每基杆塔不接地线的工频接地电阻，不大于下表规定的数值。表6-1