研究500kV線路氧化鋅避雷器的運行實踐

蒲 波（四川電力送變電建設公司，四川 成都 610000）

研究500kV線路氧化鋅避雷器的運行實踐

蒲 波
（四川電力送變電建設公司，四川 成都 610000）

本文主要以某地區以氧化鋅避雷器進行500kV高壓輸電線路的防雷保護為例，首先對500kV高壓輸電線路的防雷措施進行簡要的介紹，并對500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的防雷效果進行了運算分析，研究氧化鋅避雷器在實際應用中的防雷效果。

500kV高壓輸電線路；氧化鋅避雷器；運行實踐

一、500kV高壓輸電線路的防雷措施

線路避雷器是一種用于電力輸送線路的防雷器材，其主要作用是降低雷電沖擊過程中絕緣子閃絡的危險，在某些情況下也能夠對輸電線路上的其他設備進行保護。其安裝方式一般只和輸電線路絕緣子串并聯，在輸電線路或者塔桿遭受雷擊時，對其進行防雷保護，避免輸電線路因雷擊出現故障，影響電力的輸送。輸電線路的架設范圍極廣，分布地勢也比較復雜，很容易遭受到雷擊，線路避雷器能夠有效的降低輸電線路的雷擊事故發生率，在500kV高壓輸電線路使用線路避雷器是一種很有效的防雷措施。500kV高壓輸電線路使用線路避雷器的防雷理論：在500kV高壓輸電線路在進行電力輸送過程中，若避雷線或塔桿被雷擊中，雷電會有一部分沿著塔桿的塔體流入地面，還有一部分會由避雷線流向與之相鄰的塔桿。在高壓線路絕緣子串附近安裝避雷器，當雷擊電流值達到了避雷器的動作值時，就會有大部分的累計電流通過避雷器流入導線線路中，且會沿著導線前進。因輸電線路之間會有一些電磁感應，這些雷擊電流在輸電線路和避雷線路的流通中也會產生一些耦合分量，導線的電位值由于避雷器的分流作用得到很大的提高，導致讓線路和塔尖間的電位差產生的電壓值小于絕緣子串閃絡電壓值，從而抑制絕緣子串的閃絡。故而在電力輸送線路中安裝避雷器對能夠對線路電位起到很好地好的控制作用，能夠提高電力輸送線路的穩定性。在現實中，輸電線路的電壓值是固定的，雷擊電流的大小有由線路所在區域的大氣及地理條件決定，雷擊現象有雷電繞擊以及雷電反擊，無論輸電線路受到的是怎樣的雷擊，避雷器的防雷范圍都是有安裝避雷器的塔桿和線路的絕緣子串。

表1　塔桿耐雷水平計算參數

帶電力輸送線路中，避雷器通常是和絕緣子串并聯安裝。在耐張塔上安裝避雷器可以直接懸掛在跳線上，在直線塔上安裝避雷器就需要沿直線向專門設置的支架上伸出安裝。避雷器在實際安裝中需要注意，將其與鐵塔間的距離控制在安全有效的范圍中。

表2　不同的接地電阻的避雷器耐雷水平計算結果

表3　在不同相數下的避雷器耐雷水平計算結果

二、500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器

以某一區域的500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器為例，對線路在運用氧化鋅避雷器簽前后的耐雷水平進行計算，為氧化鋅避雷器的使用效果進行研究分析。該地區500kV高壓輸電線路的塔桿有64架，輸電線路總長度為32.814km，其中編號5號、14號、32號以及48號四架塔桿比較容易受到雷擊，該地區為減少線路雷擊事故，提高線路防雷的能力，在編號5號到60號兩座塔桿之間設置了36個氧化鋅避雷器，本例研究為更快更方便的進行計算研究，選取其中51號到55號兩座塔桿之間的避雷器參數進行參考計算，在這之間氧化鋅避雷器的主要安裝方式有ZB3-27直線塔、ZB3-30直線塔以及JG2-21耐張塔。

對52號桿塔未加裝氧化鋅避雷器的耐雷水平進行計算，以Lt標志塔桿電感值，k表示電暈效應后的導線和底線間的耦合系數，k0表示導線和底線間的幾何耦合系數，ht表示塔桿高度，hc表示導線對地平均高度，ha表示橫擔對地高度，hg表示地線距地面的平均高度，Ri表示他感到地面的電阻，β表示塔桿分流系數，U52標志線路絕緣的一半雷擊電流導致的電壓，（塔桿的耐雷水平計算參數可參考表1）將這些系數帶入計算公式之中，其公式如下：

耐雷計算公式：根據計算得到52號塔桿的耐雷水平為167kA。

以EMTP軟件對52號塔桿進行不同的絕緣配置、不同的接地電阻的莫逆運算。因塔桿在被雷擊的過程中，雷擊影響范圍不大，在對輸電線路建模過程中，可將51號到55號兩座塔桿以外的線路采用等值的定值電阻進行代替，其模型如圖1所示。

以不同的接地電阻和不同的絕緣配置對避雷器的耐雷水平進行計算，得到的結果見表2。

根據表中結果可以看出，從接地電阻值的變化來分析，塔桿的耐雷水平會隨著接地電阻值的增大而降低。從絕緣子串的長度來分析，桿的耐雷水平會隨著絕緣子串的增加而提高。

在電力輸送線路上安裝氧化鋅避雷器，并與絕緣子串進行并聯安裝，以EMTP軟件對其進安裝于線路一相、兩相、三相上的耐雷水平進行計算，得到的數據見表3。

分析以上結果可知，電力輸送線路在安裝氧化鋅避雷器之后，其耐雷水平有了明顯提高，且其安裝于線路的相數對耐雷水品的影響并不大，因此在500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器是一種科學、合理的防雷措施。

三、500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的效果分析

本次以某一地區的500kV高壓輸電線路使用氧化鋅避雷器的情況進行研究，對其進行雷擊事故模擬，分析氧化鋅避雷器在500kV高壓輸電線路中安裝后的防雷效果。結果發現安裝氧化鋅避雷器后，各段輸電線路受到的雷擊次數不等，然而輸電線路遭受雷擊事故出現率為零。總而言之，在安裝了氧化鋅避雷器之后，500kV高壓輸電線路出現的累計數固發生次數明顯減少，其引用于輸電線路的防雷效果非常好。

結語

避雷器是電力系統正常運行的必要防護設備，其主要作用在于降低雷擊時電力輸送線路絕緣子閃絡的危險，防止輸電線路被雷擊破壞，保證電力輸送系統的安全運行。氧化鋅避雷器是一種用于輸電線路防雷的新型線路避雷器材，具有良好的非線性特征，且架構簡單，安裝輕便，電流容量高，防雷性質強，應用于高壓輸電線路防雷效果優良。本文以某一地區使用氧化鋅避雷器對500kV高壓輸電線路進行防雷保護為實例，對其防雷數據進行計算研究，發現氧化鋅避雷器運用于500kV高壓輸電線路中的防雷效果非常好，值得推廣。

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TM726

A我國國土面積比較寬廣，人口分布面積極為廣泛，各種地形地勢也很復雜，高壓輸電線路需要經過的路徑也就極為繁多，高壓輸電線路大部分都是裸露在大自然之中，雷擊事故不可避免，因此需要使用避雷器來降低雷擊事故的發生率。氧化鋅避雷器是一種具有制造結構簡單、電流流通量高等優點的新型防雷器，500kV高壓輸電線路是我國電力網絡中占有很重要的地位。以氧化鋅避雷器作為500kV高壓輸電線路的防雷器有很好的防雷效果。