摘要：结合35kV线路自身耐雷水平较低的实际情况和35kV线路雷害的特点，分析了降低35kV线路雷击跳闸率的相关措施，提出了山区农网35kV线路防雷工作的建议。
关键词：农网；35kV线路；雷击故障；防雷
概述
目前，在经济发达地区和负荷密集地区逐步取消35kV电压等级，但在偏远的山区农村地区，35kV线路仍然占有相当重要的地位，在一段时间内。长期以来，从设计、基建到运行维护对35kV线路的可靠运行均没有引起足够的重视，35kV线路的故障跳闸率比110kV及以上线路高得多。而且35kV变电站多数为单电源结构，线路跳闸将引起1～2个乡镇的停电，严重影响农村地区的供电可靠性。随着农村经济的发展以及小水电和各种矿产资源的开发，以及人民生活水平的提高，对供电可靠性提出了更高的要求。而且农村供电可靠性指标也纳入了主要管理指标的考核范围。提高农网供电可靠性既是农村地区社会经济发展的要求，也是提升供电企业管理水平的要求。35kV线路大多所处地区一般人烟稀少，较少发生因通道或外力破坏等因素引起的线路跳闸，雷击故障造成线路跳闸占有相当高的比例。据统计，雷击造成35kV线路跳闸占总跳闸数的70%以上。因此，降低35kV线路的雷击跳闸率成为提高农村供电可靠性的主要途径。
1 山区35kV线路雷害的特点
由于山区35kV线路路径选择往往较困难，多数杆塔所处地势较高，或位于地面倾斜角大的山坡处，而这些都属于易受雷击的地形，而且山区的雷暴日普遍较高，使得线路遭受雷击的机率较高。但是，由于35kV线路多采用中性点不接地的运行方式，当雷击线路造成单相接地时，系统的接地电流只是电容电流，其数值不大，一般为几十安培，不会引起线路跳闸。只有雷击线路造成两相或三相接地短路时才会引起线路跳闸。因此，35kV线路的雷害故障有其固有的特点。
1）35kV线路的绝缘配置水平较低，线路的耐雷水平很低。不但直击雷能引起线路绝缘的闪络，雷电感应也可能引起线路的绝缘闪络。这是由于雷击线路附近地面时，导线上的感应过电压最大值可达300～400kV，而一般35kV线路（按3片绝缘子计算）的50%冲击放电电压只有350kV左右。而且，感应雷过电压同时存在于三相导线，极有可能造成两相或三相同时对地闪络，形成相间短路，引起线路跳闸。
2）按照设计和有关规程规定，35kV线路除变电站进线段1～2km架设避雷线外，一般不沿全线架设避雷线。因此，线路非常容易被雷直击导线，引起雷电过电压，造成线路的绝缘闪络。当线路再遭受雷击时，极易发展为相间短路而导致线路跳闸。另外，即使沿全线架设避雷线，由于35kV线路本身的绝缘配置水平较低，常规35kV线路的反击耐雷水平一般在30kA以下，即使躲过了雷电直击导线，也难于避免发生反击过电压，同样造成线路的绝缘闪络。而且，一般反击过电压闪络的特征为单基杆塔多相闪络或多基多相闪络，形成相间短路，引起线路跳闸。
3）35kV线路的杆塔接地电阻普遍偏大。由于线路多采用钢筋混凝土电杆，大多利用其自然接地，接地电阻偏大。这很大程度上是对相关规程的片面理解，认为35 kV无避雷线线路的钢筋混凝土杆和铁塔接地电阻不受限制，就可以不设人工接地装置，没有结合山区农网线路雷击跳闸率较高的运行实际情况。当雷击于杆塔时，杆顶的电位迅速提高，形成反击过电压，使多相绝缘子串闪络，引起线路线路相间短路而跳闸。
2 35kV线路防雷措施和效果分析
根据35kV线路雷击跳闸的特点，降低35 kV线路雷击跳闸率的关键是尽量避免线路因雷击引起单相接地发展成相间短路而导致线路跳闸。因此，35kV线路防雷应有针对的措施。对35kV线路有关的防雷措施和效果作如下分析。
2.1 改善线路接地，降低杆塔接地电阻。
降低接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的最有效措施。对自然接地的杆塔应增加人工接地体，尽量降低杆塔接地电阻。降低杆塔接地电阻，一般可采用增设接地装置，如延长水平接地极、增设垂直接地极等；采用长效降阻剂；采用引外接地装置或连续伸长接地体。连续伸长接地体是沿线路在地中埋设1～2根接地线，并与下一基杆塔的接地装置相连。这是降低高土壤电阻率地区杆塔电阻的有效措施之一。对于以上降低接地电阻的措施，应根据现场的实际情况，经过详细经济技术比较后采用。同时，应注重杆塔接地装置的运行维护工作，保证按周期测试接地电阻，及时处理接地电阻不合格的杆塔接地装置。加强接地装置的检查，检查接地装置的连接是否完好，接地体有无损伤腐蚀等。处理接地体与接地线的接触问题，保证接触良好。
2.2 适当提高线路绝缘配置水平
线路绝缘子可根据杆型和塔头尺寸情况增加1～2片，提高线路的耐雷水平。绝缘子由3片增加到4片时，绝缘子的50%冲击放电可以提高到400kV左右，线路可以避免大多数感应雷过电压的危害，同时也可以提高有避雷线段的线路反击耐雷水平。
2.3 导线采用三角形布置并结合差别绝缘配置
由于35kV线路采用中性点不接地的运行方式，当雷击线路造成单相接地时，不会引起线路跳闸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，无避雷线部分线段的导线尽量采用三角型排列方式，且最上面的一相导线绝缘配置低于其他两相导线的绝缘配置，这样就可以使最上面的一相导线充当起避雷线的作用。而且。由于差别绝缘的配置，可以减少雷电反击过电压闪络的机率，从而提高线路耐雷水平。
2.4 安装线路避雷器
运行经验表明，防止输电线路雷击闪络的常规措施效果是有限的。然而在应用了线路复合绝缘外套金属氧化物避雷器后，却出现了重要的变化。国内外工程实践表明，线路防雷用金属氧化物避雷器无论在防止雷击于导线方面还是在雷击塔顶或避雷线时的反击方面都是非常有效的。国外80年代初开始开发应用高压输电线路防雷用避雷器，目前我国已经在许多线路上安装线路避雷器。国内外的运行经验证明，线路避雷器在提高线路耐雷水平和减少雷击闪络方面有明显的效果。但是，线路避雷器的造价高，而且增加检测维护工作量。因此，根据线路雷击特点，线路避雷器应优先安装在下列杆塔：线路易击段易击点的杆塔；线路杆塔接地电阻超过100Ω且发生过闪络的杆塔；水电站升压站出口线路接地电阻大的杆塔；大跨越高杆塔。35kV线路由于中性点不接地，当选用不带串联间隙的氧化锌避雷器时，若避雷器本体故障后，由于较小的电流不能实现避雷器和接地点的隔离，所以应串联加装脱离器。
2.5 采用中性点经消弧线圈接地的运行方式
利用消弧线圈电感电流的补偿作用抵消接地点的容性电流，使线路因雷击引起单相接地时的工频续流尽早熄弧，避免单相接地发展成相间短路而导致线路跳闸。但是，由于35 kV线路都不进行均匀换位，山区长线路往往存在三相对地电容不对称。系统正常运行时线路三相对地电容不对称可造成三相电压不平衡，中性点带上消弧线圈运行时这种不平衡度更大。按正常情况整定消弧线圈档位可能引起三相电压严重不平衡。为了满足三相电压的平衡而调高消弧线圈档位，这样往往增大了电感电流补偿度。在系统因雷击发生单相接地故障时，经消弧线圈补偿后的工频续流降低不多甚至增大还可能超过10 A，达不到熄灭电弧的目的，发挥不了消弧线圈消弧作用，进而造成线路雷击跳闸率上升，所以消弧线圈的运行状况对降低线路雷击跳闸率有较大的影响。
2.6 全线架设避雷线
一般而言，架设避雷线是减少架空线路雷害最有效的保护措施，架空避雷线不仅可以防止雷直击导线，而且对雷电流还有分流的作用，减少流入杆塔的雷电流，降低塔顶电位，同时对导线具有屏蔽作用，降低感应过电压。对于一般雷暴日超过40天的多雷地区，可以全线架设避雷线。但是，由于常规设计的35 kV线路的绝缘水平很低，通过耐雷水平的计算可表明，即使全线架设避雷线，线路耐雷水平的提高也是非常有限。因此，架设避雷线必须与提高线路绝缘水平相配合，才能有效的提高线路的反击耐雷水平。
2.7安装雷电接闪器
对输电线路而已，雷电波的毛刺及脉冲前沿高陡度是雷电危害最主要成分。接闪器基于雷电电磁脉危害原理设计的防雷波器件，用于雷电分布概率最高、对跳闸率影响最大的杆塔顶部区域，解决杆塔顶部区域的反击、绕击问题。
2.8 实际应用
近年来，我局为了降低35kV线路的雷击跳闸率，对农网35kV线路采取了一些综合的防雷改造措施：杆塔增设人工接地装置；在部分塔头尺寸较大且对地距离允许的线路上增加1片绝缘子；在易受雷击的杆塔和变电站进出线终端杆塔上加装线路避雷器；技改线路采取全线架设避雷线并配合提高线路绝缘配置水平。通过以上措施的综合治理，收到了良好的效果，35kV线路的雷击跳闸率逐年有所下降。
3 结论与建议
线路防雷保护是一个综合的概念，对于35kV线路既要重视直击雷对线路的危害，又要重视感应雷的危害。要针对35kV线路雷害的特点，采取有效的措施，确实降低线路雷击跳闸率。
1）根据杆塔型式，适当提高线路绝缘配置，尽量提高线路的耐雷水平。
2）山区35kV线路应尽量增设人工接地装置，并在运行维护中，把降低杆塔接地电阻作为提高线路防雷措施的重要手段，重视对线路杆塔接地电阻的测试和巡视检查工作，应缩短对易击段线路杆塔接地电阻的测试周期，及时处理接地电阻不合格的杆塔接地装置。线路安装避雷器等其他防雷措施都需要良好的接地系统来保证。
3）加强对线路跳闸故障的分析，掌握线路雷击的特点，结合雷电定位系统综合分析，确定线路易击杆塔和区段，适当加装氧化锌线路避雷器，降低线路的雷击跳闸率。
4）对于雷暴日超过40天的多雷地区的35kV线路，线路技改时可以考虑全线架设避雷线并与提高线路绝缘水平相配合。同时，为了防止线路绝缘水平过高而造成雷电波侵入变电站，应在变电站进线段加装避雷器。
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论文作者:黄志雄
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：线路论文; 杆塔论文; 避雷线论文; 过电压论文; 避雷器论文; 电阻论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第22期论文;