35kV、110kV输电线路防雷保护间隙的研究

35kV、110kV输电线路防雷保护间隙的研究

杨锐杰

国网四川省电力公司甘孜供电公司四川甘孜州626000

摘要：随着社会的发展，电力建设技术方面日趋成熟，电线路防雷保护方面也要求越来越高。防雷保护间隙是一种电路防雷技术，他的工作原理是通过输电线及时的将雷电流引入地下，从而减少输电路的压力，防止绝缘子烧毁，以免输电线路受损，降低电路故障的发生率。在安装防雷保护间隙时，他的设计质量直接关系到他的防雷效果。本文将对35kV和110kV输电线路的防雷间隙进行探索和研究。

关键词：输电线路；35kV；110kV；防雷保护间隙

目前，我国雷电引起的线路故障已经成为一个非常严重的现象，据调查，他在我国所有的电线路故障中占据了一半，在一些地形复杂的山区高原等地方表现得更为严重，这些地方更容易发生雷电的现象，遭受雷电袭击的概率更高。因此，在输电线路的建设中，做好防雷工作具有非常重要的意义，近年来，我国在这方面的建设取得了一定的成果，防雷方法多种多样,但是在特殊地理位置，传统的防雷方法难以发挥作用的,导致这些地区雷击故障不能得到有效的遏制,防雷保护间隙是一种针对特殊地理环境的防雷措施。

1传统的防雷方法和防雷保护间隙

1.1传统的防雷方法

近年来，我国在防雷方面取得了一些成就，通过长期的工作实践，我国掌握的防雷方法得到了极大的发展。到目前为止，我国常用的防雷措施有增加耦合地线、安装自动重合闸装置、加强输电线路绝缘、降低杆塔接地电阻、架设避雷针和安装线路避雷器等。这里将分析几种常用方法的优缺点。

避雷针法在高压输电线路的防雷中得到了广泛的应用，他可以让导线不受雷电的直接电击。同时，它还可以发挥以下作用:①可以分担雷电带来的压力，从而减少电流总量，保护电压线路。②可以对导线起到耦合作，从而大大减少因雷电给绝缘子串带来的电压。③他可以能够更好的降低导线上面的感应电压。一般来说，这种方法适用于平原地区。在地理位置复杂的山区或高原地区，其应用效果不理想，经常发生避雷针屏蔽故障。

输电线路绝缘具有自我恢复能力。线路跳闸后，由闪电引起的闪络现象将自动消失。采用自动重合闸可以有效降低输电线路遭雷击的风险。根据可靠的统计数字。该方法在110kV线路的防雷成功率保持在75~95%之间，35kV线路的防雷成功率平均也在50%以上。所以，自动重合闸装置在我国输电线路中得到了广泛的应用。但自动重合闸不能避免绝缘子串烧坏引起线路脱落故障，应与其他防雷装置配套使用。

新型的防雷措施之一就是安装线路避雷。到目前为止，该方法已在许多发达国家得到广泛应用，并取得了良好的防雷效果。近年来，中国越来越多地引进线路避雷器。但由于成本高，难以实现广泛的推广，只能应用于关键保护线段。

1.2防雷保护间隙这种新型防雷方法的优势

结合以上分析可以看出，传统的防雷方法虽然可以在输电线路的防雷中起到很好的作用，但在特殊的地理条件下的应用效果较为不理想，很难起到很好的防雷效果。与此同时，由于经济原因，一些防雷措施很难得到广泛的推广。此外，当线路被雷电击中时，绝缘子串可能闪络烧毁，导致线路跳闸。在这种情况下，自动重合闸等方法不能防止线路故障。

防雷保护间隙是一种新型的防雷设备,就安装在线路绝缘子串两端,非常方便,他主要是结合与自动重合闸，将线路因雷击产生的电流进行接地，可以有效的保护电路的正常运行,能够避免绝缘子发生闪络。110kV、35kV、69kV等多个级的输电线路可采用防雷间隙，山区、高原、雷区等特殊地理位置及平原地区也可采用防雷间隙。此外，与传统的防雷方法相比，防雷间隙制造非常方便，且成本低廉，具有很高的推广价值。

235kV输电线路方面

2.1防雷保护的型式

结合调查，我们发现，招弧角的造型方式主要有以下几种：

（1）棒形，主要是运用两种中等直径的圆钢制成的电极棒相对放置，使它们之间保持一定的距离，形成放电间隙。这种结构的缺点是当间隙闪络放电将电极烧损，就需要更换。这种防雷间隙通常用于69kV输电线路。

（2）球形，金属球安装在每个电极棒的顶部，形成球形间隙。虽然该方法能在一定程度上避免闪络放电过程中电极的烧损，但不能完全解决这一问题。这种间隙通常用于220kV以下的输电线路。

（3）羊角形，羊角的引弧角可分为单羊角形电极和双羊角形电极。当间隙闪络放电时，在离电极最近的地方会形成电弧。角形电极的间隙可以延长电弧，有利于灭弧。这种间隙通常用于330千伏以下的输电线路。此外，该间隙长度可以人为调整，适用性较强。在35kV输电线路的防雷间隙设计中，可采用镀锌圆钢制作防雷间隙。通过对各种材料的综合分析，这种材料具有较好的强度和经济性。

2.2绝缘配合方面

（1）雷电冲击。大气放电的雷电流虽然其规律基本相同，雷电流各项参数分散性高，但是具体数值存在较大的差异性。雷闪放电引起的高电压具有冲击波形态，是因为雷电流具有冲击波的特点。雷电冲击波形下会出现一个保护间隙击穿电压，而防雷保护间隙和绝缘子串的绝缘配合可以将该电压和绝缘子串的闪络电压作为最大过电压和耐受电压，以此为依据，在结合雷电冲击电压下绝缘子串击穿电压和绝缘子串长度的关系，建立相应的数学模型。通常情况下，在35kV输电线路中采用的是3片绝缘子。这里以XP-7型瓷质盘形悬式绝缘子为例，如果遭受雷击事故，在大多数情况下，悬式绝缘子串的正极性雷电冲击闪络电压低于负极性，绝缘子串正极性雷电冲击50%放电电压，这可以有数学模型得出，为了保障绝缘子串得到良好的保护，就要求保护间隙雷电冲击的50%放电电压必须低于这一数值。

（2）操作过电压。操作过电压的产生：在电力系统操作或电力系统出现故障时，电力系统中存在的电感和电容元的状态会发生变化，储存在电感中的磁能会因电源会持续不断的供给能量而转变为静电场能量，这样就会产生高出电源电源数倍的操作过电压。35kV输电线路的绝缘配合必须考虑到操作过电压，系统最大操作过电压必须要低于保护间隙的操作冲击50%放电电压，这是设计方面的硬性要求，必须遵守。保护间隙两个引弧端头距离的最大值和最小值对保护间隙的距离具有决定作用，并根据35kV输电线路防雷保护间隙相关要求和实际情况进行调整。

3110kV输电线路方面

3.1在设计必须要注意的地方

为了更好的进行防雷保护间隙设计，我们需要注意以下几点：

①110kV线路的特点，有可能会出现绝缘子串电压分布不均匀这一问题，这一点要综合考虑。②在线路最大操作过电压下保护间隙和线路的绝缘配合不能被击穿。③杜绝绝缘子串和线路被烧毁，这就要求防护间隙要先于绝缘子串放电，将雷电流接地。

3.2构造型式

通过调查研究发现，国内外招弧角的造型方式主要包括以下几种：

（1）棒形。可以选择圆钢这一材料，制造两个棒形电极，同时还要让这两个棒形电极相互间有一段距离，把金属球安装在棒两端，从而形成对电击的保护。

（2）环形。常常通过弯曲圆钢来制作，让两个环具有放电间隙，从而对绝缘子串发挥均压作用。在运用当中，可以选择镀锌钢作为制造材料，结合电力工程需要，参考棒形造型方式进行设计，他的的安装方法和35kV输电线路的安装类似，线路侧安装在球头挂环，横担侧安装在碗头挂板部位。

3.3绝缘配合方面

在防雷保护间隙距离设计中，110kV输电线路和35kV输电线路基本一致，在充分考虑雷电冲击过电压以及操作过电压下的绝缘配合的基础上，科学合理的设置保护间隙两个引弧端头间的距离。

4结束语

本文在35kV、110kV输电线路防雷保护间隙方面作了一些研究，在设计过程中，需要合理设计保护间隙距离，从而让其先于绝缘子串放电，达到保护输电线路防雷的作用。所以，应当大力提倡防雷保护间隙技术，对我国的输电线路进行保护，提高我国输电网运行的稳定性。

参考文献

[1]秦英杰.35kV、110kV输电线路防雷保护间隙的研究[D].华北电力大学（河北），2015.

[2]付强.油田110kV输电线路防雷保护间隙的研究[D].东北石油大学，2014.

[3]陈泽诚.110kV输电线路防雷保护间隙的设计研究[J].科技信息：科学教研，2015.