针对2005年雷电地点较为集中,雷击伤害程度大、时间长、雨量大的特点,统计了35 kV架空线路发生的故障率比往年高,损坏的程度比往年严重,通过对雷害的分析,提出了35 kV架空线路防雷的措施,达到减少架空线路雷击跳闸事故的目的,保证线路的安全运行和对用户不间断地供电。
1 35 kV线路现状
南京供电公司共有35 kV线路39条,线路长度约350 km,半数以上的线路处于丘林地带的小山区和水网平坦地带,线路起始两端1~2 km的线路架设架空地线,线路中间绝大多数的线路长度无架空地线,杆塔采用金属或混凝土。
2 35 kV线路雷击统计
2005 年6月15日至8月4日共发生24起35 kV线路雷击故障,重合成功17次;试送成功4次;设备故障3次。6月15日1:12分,35 kV八四线断路器速断动作,4#和5#顶线被雷击而断线,线路处于空旷地带;7月30日15:08分,35 kV长芦断路器速断保护动作,55#耐张塔顶线跳线被雷击中断开,顶线与一边线合成绝缘子被雷击,杆塔位于平地;8月4日20:09分,35 kV瓜埠线断路器速断保护动作,18#直线杆顶线(黄)、边线(绿)被雷击,顶线与一边线防污瓷绝缘子被雷击碎,顶线雷击断线,杆位于空旷地带且地势较高。
3 雷击区和遭遇雷击的线路
根据多年运行经验分析,架空线路故障一半以上是雷击引起的,所以防止雷击跳闸可大大降低架空线路的故障,进而降低电网中事故的发生频率,确定雷击区和易遭雷击的线路及杆塔,便于针对性地做好防雷工作,确保线路的安全运行。
4 雷害的形式
为了防止雷击电气设备而发生事故,通过对雷击区的确定,进而对35 kV线路采取针对性的防护措施,使其免受雷击,或击而不闪,闪而不弧,从而保证了电气设备的安全和稳定的供电。
雷击造成的事故称为雷害事故,雷击引起线路闪络,一般有两种形式。
4.1 反击
雷电击在杆塔或避雷线上,此时作用在线路绝缘上的电压达到或超过其冲击放电电压,则发生自杆塔到导线的线路绝缘反击。其电压等于杆塔与导线间的电位差。雷击杆塔时,最初几乎全部电流都流经杆塔及其接地装置,随着时间的增加,相邻杆塔参与雷电流泄放入地的作用愈来愈大,从而使被击杆塔电位降低。为此,要求提高 35 kV线路无架空地线的绝缘水平外,应降低线路架空地线接地电阻。
4.2 绕击
雷电直接击在相线上。电击的概率与雷电在架空线路上的定向和迎面先导的发展有关,若迎面先导自导线向上发展,就将发生绕击。一般与导线的数目和分布,邻近线路的存在,导线在档距中的弛度及其它几何因素等都有关系。为此,要求加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻,重雷区的线路架设耦合地线等。
对于35 kV无架空地线的线路,雷击概率很高。雷电流相当大时,则雷击电压过高,就近通过支持绝缘子对地放电,形成闪络,严重时引起线路断线、绝缘子击穿等故障。
5 雷害事故的判别及特征
5.1 容易遭受雷击的地段的杆塔
·山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔;
·傍山又临水域地段的杆塔;
·山谷迎风气流口上的杆塔;
·处于两种不同土壤电阻率的土壤接合部的杆塔。
5.2 根据雷害特点进行判别
反击的特征:
·杆塔的耐雷水平很低时;
·接地电阻大,同一杆塔有多相闪络;
·闪络杆塔在易受雷击地区,历年落雷频繁;