研究500kV線路氧化鋅避雷器的運行實踐

石 林

（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

氧化鋅避雷器是一種新型的避雷器材，具有結構簡單、通流容量高、保護特性好、優良的非線性特性等諸多的優點，將其應用于高壓線路的防雷中，具有非常高的防雷效果，500kV高壓線路是我國電力網絡中的重要組成部分，為了對氧化鋅避雷器在其線路中的應用效果進行分析探討，本次研究中選取某市的500kV高壓輸出線路作為實例，該線路的傳輸距離較長，其經過區域的地形較復雜，主要沿山谷溝壑走向，并且其桿塔的擋距大小不均，其經過區域的森林覆蓋率較低，由于氣象原因，該地區的電力線路受到雷擊的概率較大，本次研究中，在該線路中安裝了一定數量的氧化鋅避雷器，下面對其應用效果進行簡單分析。

一、500kV傳輸線路的防雷機理及避雷器的安裝形式

首先對電力傳輸線路的防雷機理進行簡單分析，在電力傳輸線路運行過程中，一旦其避雷線或者線路的桿塔受到雷擊，雷電流一部分會通過桿塔的塔體流向大地，另一部分雷電流會通過避雷線傳入到相鄰的桿塔中，如果將線路避雷器安裝于桿塔的絕緣子串附近，如果雷電流的值達到避雷器的動作值，絕大部分的類電路會通過避雷器泄放于導線中，并會沿著導線進行傳播，由于電力線路之間存在一定的電磁感應作用，雷電流在導線與避雷線上的傳播過程中，會在其上產生一定的耦合分量，由于避雷器的分流作用，導線上的電位值會顯著提升，這會使導線與塔頂之間的電位差值比絕緣子串的閃絡電壓值小，對于絕緣子串的閃絡具有很好的抑制作用，由此可見，在電力線路中安裝避雷器，能夠很好的對電力線路中的電位進行控制。在實際的應用中，電路的放電電壓是定值，而雷電流實際的強度大小主要由大氣條件與地理位置等共同決定，線路在運行的過程中不管是遭遇雷電繞擊還是雷電反擊，避雷器的保護范圍主要是：安裝有避雷器的桿塔及線路的絕緣子串。

表1 桿塔耐雷水平的計算參數值

表2 不同接地電阻下的耐雷水平計算結果

在電力線路的避雷器的安裝過程中，通常會將其與絕緣子串進行并聯的安裝，如果將其安裝于耐張塔上，可以將其直接在跳線處懸掛，如果要將避雷器安裝于直線塔中，應該將其沿直線方向伸出安裝于專設的支架上。在實際的安裝過程中，要對避雷器與鐵塔之間的安全距離進行有效的控制。

表3 避雷器不同安裝方式下線路耐雷水平計算

二、500kV線路安裝氧化鋅避雷器前后的耐雷水平的變化

為了對氧化鋅避雷器在500kV電力線路中的實際應用效果進行分析，選取某500kV的線路作為實例，對其應用氧化鋅避雷器前后的耐雷水平進行計算，本次研究中所選取的500kV線路的桿塔共有74基，線路全長37.525千米，其中的49#、31#、27#、23#、17#、10#是容易遭到雷擊的桿塔，近年來，為了提升線路的抗雷擊能力，在其10#與72#桿塔之間共安裝有38支氧化鋅避雷器，為了有效的簡化計算，快速得到計算結果，并對其進行有效的分析，本次計算中，選取其57#與61#桿塔之間的避雷參數來進行計算，這其中的氧化鋅避雷器的安裝形式主要有JG2-21耐張塔、ZB5-27與ZB3-27(30)直線塔三種，其耐雷水平的計算參數如表1所示。

應用規程法對59#桿塔沒有安裝避雷器之前的耐雷水平進行有效的計算，其計算公式如下式所示：

上式中Lt表示的含義是：桿塔的電感值；k表示的含義是：考慮電暈效應之后的導線與地線之間的耦合系數值；K0表示的含義是：導線與地線之間的幾何耦合系數；hc表示的含義是：導線對地的平均高度；hg表示的含義是：地線對地的平均高度；ha表示的含義是：橫擔對地高度；ht表示的含義是：桿塔的高度；Ri表示的含義是：桿塔沖擊接地電阻；β表示的含義是：桿塔分流系數；U50%表示的含義是：線路絕緣的百分之五十雷電沖擊放電電壓。將線路、桿塔的實際數據，帶入上式中，能夠得到在安裝避雷器之前，59#桿塔的耐雷水平值為171KA。

將EMTP軟件應用于不同絕緣配置及不同接地電阻下的59#桿塔的耐雷水平的仿真計算中，由于塔頂雷擊的過程中，其影響范圍有限，在仿真模型建立的過程中，將58#及60#以外的線路應用一定阻值的等值電阻來進行代替，其仿真模型如圖1所示。

通過計算得到沖擊接地電阻不同時，其耐雷水平的仿真計算結果如表2所示。

由上表中的數據可以看出，隨著沖擊接地電阻的值的增加，桿塔的耐雷水平在一定程度上會有所降低。另一方面，對絕緣子串的長度對桿塔是耐雷水平的影響進行分析，通過相關的計算結果分析發現，絕緣子串的片數的增加，對于桿塔耐雷水平的提升具有積極的作用。

將氧化性避雷器安裝于電力線路中，使其與絕緣子串處于并聯狀態，應用EMTP軟件，對氧化鋅避雷器安裝于一相、兩相、三相線路上的耐雷水平進行計算，得到相關的計算結果如表3所示。

由上表中的計算結果可以看出，對電力線路安裝氧化鋅避雷器之后，線路的耐雷水平顯著提升，在實際的應用中，裝設兩相避雷器與裝設三相避雷器的耐雷效果差別不大，在本次研究中的59#桿塔上裝設兩相避雷器是比較合理的。

三、500kV線路氧化鋅避雷器防雷效果的簡單分析

對本次研究中選取的500kV線路在應用氧化鋅避雷器前后的遭雷擊情況進行統計分析，發現安裝氧化鋅避雷器之后，線路中因雷擊導致跳閘事故的次數為0，各個線路上的避雷器的工作次數各不相同，從總體上來講，應用氧化鋅避雷器之后，500kV線路受到雷擊的事故發生率明顯的降低，具有非常好的防雷擊應用效果。

結語

氧化性避雷器是一種性能良好的新型避雷器，本文結合相關的應用實例，對氧化鋅避雷器在500kV高壓傳輸線路上的應用效果進行了簡單分析，通過對相關線路應用避雷器前后的耐雷性能進行計算，發現氧化鋅避雷器在500kV線路中具有非常好的應用效果。

[1]方權，孟浪，侯尋，趙少鋒.500kV線路氧化鋅避雷器的運行效果分析[J].南京工程學院學報(自然科學版)，2013（09）.

[2]謝忠寶,李強.220kV線路氧化鋅避雷器泄漏電流超標的原因及處理[J].吉林電力，2012（05）.

[3]李慶玲,程濟兵,王曉燕,梁志鈺.輸電線路氧化鋅避雷器應用研究[J].高壓電器，2010（04）.