探討高壓架空送電線路采用“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)

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電力生產(chǎn)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，雷害引起的事故約占總事故的30%以上。在電力系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)中，架空送電線路雷擊故障所占比例一直居高不下，成為困擾安全供電的一個(gè)普遍難題。

　　1 架空送電線路現(xiàn)行防雷保護(hù)現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)

　　目前，架空送電線路仍采用“堵塞”型的防雷保護(hù)思想，所采取的保護(hù)措施有：架設(shè)避雷線，降低桿塔接地電阻，加強(qiáng)絕緣，采用不平衡絕緣，架設(shè)耦合地線，安裝線路型避雷器等。這些防雷保護(hù)措施均有其優(yōu)缺點(diǎn)：架設(shè)避雷線對(duì)減少雷電繞擊導(dǎo)線的概率和提高反擊耐雷水平有非常重要的作用，但無(wú)法完全避免繞擊或側(cè)擊；降低桿塔接地電阻對(duì)減少雷擊反擊跳閘率有決定性作用，但超過耐雷水平的雷電流仍將引起線路跳閘，且高土壤電阻率地區(qū)難以降阻；加強(qiáng)絕緣受桿塔尺寸及投資的限制，無(wú)法理想地降低雷擊跳閘率；安裝線路型避雷器，保護(hù)效果極佳，但由于投資巨大、重量重、安裝拆卸運(yùn)輸不便、預(yù)試不確定因素等原因，難以大面積采用，圖1為現(xiàn)行的防雷措施效果比較。

　　由于線路雷擊跳閘率是考核電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要指標(biāo)，“堵塞”型防雷保護(hù)的核心思想是盡可能地提高線路的耐雷水平，減少雷擊跳閘率。這種方式在電源點(diǎn)少、電網(wǎng)網(wǎng)架較薄弱的情況下是合適的，但“堵塞”型雷擊閃絡(luò)意味著需要巨額投資，且技術(shù)上難以實(shí)施。從幾十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)看，“堵塞”型防雷保護(hù)確實(shí)發(fā)揮著巨大作用，但架空送電線路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，部分地區(qū)還相當(dāng)高，雷擊閃絡(luò)造成了大量絕緣子損壞。

　　2 架空送電線路采用“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)

　　2.1“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)

　　隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大，雷擊架空送電線路的概率不斷增加，進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)實(shí)用的、新型的線路防雷保護(hù)措施是很有必要的。目前，變電站已大量使用性能極好、重合閘成功率極高的SF6開關(guān)，不應(yīng)再過分強(qiáng)調(diào)線路雷擊跳閘率。“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)方式，其核心是允許線路的雷擊跳閘率有少許增加，將雷電流疏導(dǎo)出去，保護(hù)絕緣子不被損壞，避免雷擊事故發(fā)生，達(dá)到“不少送電”這一最終目的。

　　2.2絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護(hù)的可行性

　　日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家從20世紀(jì)60年代已開始研究在架空送電線路上使用并聯(lián)放電間隙，并積累了豐富的技術(shù)資料和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在幾乎所有的絕緣子串上都安裝有形狀各異的放電間隙。在中國(guó)，架空送電線路上幾乎看不到間隙防雷保護(hù)裝置，其原因在于：

　　a）早期的電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、油開關(guān)性能差，每次開斷故障電流對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的影響較大，故要求盡可能降低線路跳閘率，減少開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，防雷保護(hù)以“堵塞”型方式為主；

　　b）防雷思想保守。隨著技術(shù)的進(jìn)步，變電站大量使用SF6開關(guān)，其性能已大大提高，可頻繁動(dòng)作。

　　c）電網(wǎng)不斷發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來(lái)越強(qiáng)，普遍使用重合閘裝置，某一條線路瞬間跳閘對(duì)供電可靠性影響不大。

　　因此，借鑒國(guó)外的研究成果及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)電網(wǎng)的實(shí)際情況，研究和實(shí)施在絕緣子串上安裝間隙裝置這一“疏導(dǎo)型”防雷保護(hù)方式是可行的。

　　2.3絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護(hù)的設(shè)想和預(yù)期目標(biāo)

　　在方法上，采用間隙裝置并聯(lián)于絕緣子串上，使雷擊沿間隙閃絡(luò)，并轉(zhuǎn)移、疏導(dǎo)工頻電弧弧根離開絕緣子端部金具，保護(hù)絕緣子不被損壞，重合閘能夠成功，從而使雷擊閃絡(luò)成為瞬時(shí)故障，保證電網(wǎng)正常供電。這樣做的代價(jià)是跳閘率可能有所增加，但事故率會(huì)極大降低，盡量滿足“不少送電”這一目標(biāo)。

　　2.4絕緣子并聯(lián)間隙裝置的優(yōu)缺點(diǎn)

　　絕緣子并聯(lián)間隙裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、價(jià)格低廉，保護(hù)絕緣子免于電弧燒傷；缺點(diǎn)是造成線路耐雷水平降低少許。在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件允許情況下，可增加絕緣子串長(zhǎng)度以增加間隙距離、提高耐雷水平。

　　2.5絕緣子并聯(lián)間隙裝置的研制工作

　　廣州電力工業(yè)局、佛山電力工業(yè)局與中國(guó)電力科學(xué)研究院合作，對(duì)絕緣子并聯(lián)間隙裝置進(jìn)行了初步的研究和開發(fā)，通過設(shè)計(jì)制作，電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算，雷擊跳閘率計(jì)算，雷電沖擊試驗(yàn)、工頻電弧試驗(yàn)幾個(gè)方面的工作，目前，該項(xiàng)研究已取得重大進(jìn)展，合成絕緣子并聯(lián)間隙的初步研制工作已完成，見圖2所示，并準(zhǔn)備在廣州電力工業(yè)局試掛網(wǎng)運(yùn)行。此外，工頻電弧試驗(yàn)表明，并聯(lián)間隙裝置在污閃的情況下，亦能保護(hù)絕緣子。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　推出架空送電線路采用“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)方法，并不代表淘汰“堵塞”型思想的防雷保護(hù)。目前國(guó)際上認(rèn)為“疏導(dǎo)”型思想的防雷保護(hù)與“堵塞”型思想的防雷保護(hù)方法仍然同等重要，若結(jié)合中國(guó)國(guó)情，把“堵塞”、“疏導(dǎo)”型兩種思想的防雷保護(hù)方法很好地結(jié)合起來(lái)，因地制宜地應(yīng)用，并將“疏導(dǎo)型”思想的防雷保護(hù)措施作為基本的防雷保護(hù)措施之一加以推廣應(yīng)用，送電線路防雷保護(hù)工作將邁上一個(gè)新臺(tái)階。