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1、山区架空输电线路雷电过电压分析与防护措施 1 线路概况 某110 kV线路全长51.8 km，杆塔140基，导线为LGJ-150，线路平均档距约为350 m，杆塔采用110 kV定型塔。 系统为中性点直接接地系统，全线采用GJ-35钢绞线为双避雷线，保护角19。耐张塔采用9片XP-4.5悬式绝缘子串，直线塔采用8片XP-4.5悬式绝缘子串，接地极为4根垂直接地体与放射型的水平接地体相连，水平接地体的敷设长度视接地电阻值而定，部分杆塔采用了化学降阻剂，每基杆塔的接地电阻值均符合设计要求。 自线路建成投运以来，该线917号塔与7392号塔之间由于属于强雷区，造成多次绝缘子串沿面闪络、绝缘子破碎、甚
2、至导线接地跳闸的永久性故障，极大地影响电网的稳定运行。2 原因分析 (1) 根据故障后线路巡视结果，导致线路跳闸的原因包括雷击塔顶后的反击和绕过避雷线的绕击2种情况。 (2) 雷击故障点大多处于山谷附近，可能是因为架空输电线路本身所处的地理位置较高，遭受雷击的概率较大，此外由于地形的影响，存在一定的坡角，增大了保护角，也就增加了雷击的概率。 (3) 虽然线路杆塔接地电阻符合设计及运行规程要求，但线路途径地区多为山地，接地电阻值难以进一步降低，也就无法继续提高线路的耐雷水平。 通过计算得知，雷击杆塔顶端的耐雷水平为6269 kA，小于75 kA，绕击导线的耐雷水平为8kA，绕击概率高。3 改进措
3、施 针对该条线路的避雷线保护角不足且耐雷水平不够，提出以下措施： (1) 减小线路保护角。在地面倾角比较大的区域，采取减小保护角直至为负值的方法来改善保护范围。将2根避雷线各向外侧移0.15 m，全部或部分抵消地面倾角的影响，以减小对两边相的保护角，经过计算证明中相导线仍在保护范围内。 (2) 增加绝缘子片数。保持避雷线的高度不变，即保持杆塔结构高度不变时，增加绝缘子的片数可以降低导线的高度，使保护角减小，增加了绝缘子串的50冲击放电电压，同时最大绕击击距减小，绕击率也相应降低。因此，在该线路遭受雷击频率较高的部分线段，增加了12片绝缘子。 但需要注意的是，当保持导线高度不变，增加避雷线的高度
4、即增加杆塔结构高度时，虽然线路保护角减小，但最大绕击击距增大，导致绕击率增大，因此，不能片面地通过增加避雷线的高度来改善保护角。 (3) 在部分地势较高、容易聚集雷云的线段加装线路型氧化锌避雷器。 采用线路型避雷器的目的就是提高线路的耐雷水平。因此，在输电线路上安装线路型避雷器必须保证被保护线段内、外杆塔遭受雷击时被保护线段内绝缘子不发生闪络。 此外，在选型时，考虑到线路绝缘子串的50%放电电压比线路型避雷器雷电冲击残压高得多，还计算了提高或降低线路型避雷器冲击残压对线路耐雷水平的影响。 改造前5年该条线路共发生11起雷击跳闸事故，改造后，连续3年未发生雷击跳闸事故，而其他未进行改造的输电线路雷击跳闸率未见明显下降。实际运行情况及计算结果表明，调整避雷线分布位置、增加绝缘子片数以及加装线路型避雷器可以减少雷电过电压对线路安全运行的影响，可以有效降低雷击跳闸率，对山区输电线路是切实可行的方法。