据统计,输电线路的故障占电网事故的大部分,输电线路的故障以雷击跳闸的居多,尤其是在山区,雷击跳闸引起的输电线路故障远远超过外力破坏,高居第一位。因此,降低输电线路的雷击跳闸率对加强电网稳定、保证输变电设施安全运行具有非常重要的意义。 1 线路概况 某110 kV线路全长51.8 km,杆塔140基,导线为LGJ-150,线路平均档距约为350 m,杆塔采用110 kV定型塔。 系统为中性点直接接地系统,全线采用GJ-35钢绞线为双避雷线,保护角19。。耐张塔采用9片XP-4.5悬式绝缘子串,直线塔采用8片XP-4.5悬式绝缘子串,接地极为4根垂直接地体与放射型的水平接地体相连,水平接地体的敷设长度视接地电阻值而定,部分杆塔采用了化学降阻剂,每基杆塔的接地电阻值均符合设计要求。
据统计,输电线路的故障占电网事故的大部分,输电线路的故障以雷击跳闸的居多,尤其是在山区,雷击跳闸引起的输电线路故障远远超过外力破坏,高居第一位。因此,降低输电线路的雷击跳闸率对加强电网稳定、保证输变电设施安全运行具有非常重要的意义。
1 线路概况
某110 kV线路全长51.8 km,杆塔140基,导线为LGJ-150,线路平均档距约为350 m,杆塔采用110 kV定型塔。 系统为中性点直接接地系统,全线采用GJ-35钢绞线为双避雷线,保护角19。。耐张塔采用9片XP-4.5悬式绝缘子串,直线塔采用8片XP-4.5悬式绝缘子串,接地极为4根垂直接地体与放射型的水平接地体相连,水平接地体的敷设长度视接地电阻值而定,部分杆塔采用了化学降阻剂,每基杆塔的接地电阻值均符合设计要求。
自线路建成投运以来,该线9~17号塔与73~92号塔之间由于属于强雷区,造成多次绝缘子串沿面闪络、绝缘子破
碎、甚至导线接地跳闸的永久性故障,极大地影响电网的稳定运行。
2 原因分析
(1) 根据故障后线路巡视结果,导致线路跳闸的原因包括雷击塔顶后的反击和绕过避雷线的绕击2种情况。
(2) 雷击故障点大多处于山谷附近,可能是因为架空输电线路本身所处的地理位置较高,遭受雷击的概率较大,此外由于地形的影响,存在一定的坡角,增大了保护角,也就增加了雷击的概率。
(3) 虽然线路杆塔接地电阻符合设计及运行规程要求,但线路途径地区多为山地,接地电阻值难以进一步降低,也就无法继续提高线路的耐雷水平。 通过计算得知,雷击杆塔顶端的耐雷水平为62~69 kA,小于75 kA,绕击导线的耐雷水平为8kA,绕击概率高。
3 改进措施
针对该条线路的避雷线保护角不足且耐雷水平不够,提出以下措施:
(1) 减小线路保护角。在地面倾角比较大的区域,采取减小保护角直至为负值的方法来改善保护范围。将2根避雷线各向外侧移0.15 m,全部或部分抵消地面倾角的影响,以减小对两边相的保护角,经过计算证明中相导线仍在保护范围内。
(2) 增加绝缘子片数。保持避雷线的高度不变,即保持杆塔结构高度不变时,增加绝缘子的片数可以降低导线的高度,使保护角减小,增加了绝缘子串的50%冲击放电电压,同时最大绕击击距减小,绕击率也相应降低。因此,在该线路遭受雷击频率较高的部分线段,增加了1~2片绝缘子。
但需要注意的是,当保持导线高度不变,增加避雷线的高度即增加杆塔结构高度时,虽然线路保护角减小,但最大绕击击距增大,导致绕击率增大,因此,不能片面地通过增加避雷线的高度来改善保护角。
(3) 在部分地势较高、容易聚集雷云的线段加装线路型氧化锌避雷器。