交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范 GB/T50064-2014-环安宝@法规宝

        5．3．1  第1款强调线路防雷方案的制订，一定要从实际情况出发，因地制宜。自动重合闸装置是防止线路因雷击跳闸造成永久停电的根本措施。

        第4款杆塔上地线对边导线的保护角，参考了《110kV～750kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010。其中第5项参考了东部地区某些工程实际情况。

        第6款有地线线路的耐雷水平，是按本规范附录D推荐的架空线路雷电性能的分析计算方法获得的。线路杆塔冲击接地电阻7Ω。反击耐雷水平的较高／较低值分别对应雷击时刻工作电压为峰值且与雷击电流同／反极性的情况。

        第8款第2项范围Ⅱ的输电线路档距中央导线与地线间的最小距离，参考了俄罗斯2003年第7版《电气设备安装规程》

2003，雷击档距中央时由地线反击至导线的耐雷水平要比第1项提高一些。

        5．3．2  第1款中按允许载流量计算导线截面的线路，还应校验当导线为最高允许温度时的交叉距离，操作过电压要求的空气间隙距离见本规范表6．2．4-1和表6．2．4-2。

        5．3．3  第2款第1项参考了《6～1150kV电网雷电和内过电压保护手册》Pд153-34．3-35．125-99。第2项～第5项参考了目前工程研究的实际情况。

        5．3．4  东北、华北、华东、华中和华南等电网中均发生过同塔双回110kV和220kV线路雷击时多相绝缘子闪络，从而引起双回线路同时闪络跳闸的情况。采用在平衡绝缘的一回线路上适当增加绝缘以形成不平衡绝缘的措施，可以减少雷击引起双回线路同时闪络跳闸的概率。这一情况已被广东地区的运行经验所证实。

        广东某地1999年6月在部分110kV同塔双回线路上采取了不平衡绝缘方式，截至2006年底，经历了500多个雷暴日，计281km·a。采用不平衡绝缘与平衡绝缘时，雷击跳闸情况的比较见表1。平衡绝缘时同时跳闸次数约占跳闸总数的72％。而在不平衡绝缘条件下，同时跳闸降至7．7％，效果显著。不平衡绝缘的配置有7片／9片、8片／10片瓷绝缘子方式；也有合成绝缘子／合成绝缘子＋两片玻璃绝缘子方式。实际运行中，尚未发现由于增加绝缘子后导线对杆塔空气间隙变化带来的问题。
        表1 110kV同塔双回线路雷击跳闸统计

        华北电网公司的同塔双回220kV隆木一线的一回线路上安装了绝缘子并联间隙，其149号塔因2011年7月11日15点28分44秒出现的雷击造成1号线上相并联间隙闪络，引起单回线路跳闸。杆塔接地电阻10．5Ω雷电流超过100kA，经分析为一次雷击塔顶造成的1相反击。而未安装绝缘子并联间隙的同塔双回陡溯1、2线路32号塔在同年7月23日1点3分23秒的雷击中导致1号线下相和2号线中相绝缘子闪络，引起双回线路同时跳闸。杆塔接地电阻9．4Ω，雷电流也超过了100kA，经分析为一次雷击塔顶造成的2相反击。这一运行情况为本条第2款的规定提供了一定的佐证。

        福建电网公司同塔双回220kV漳庄1号线、2号线的1号线上安装并联间隙后的运行特征有以下改变：线路雷击跳闸率有一定增加，2010年漳庄Ⅰ路共发生6次雷击跳闸、2011年共发生3次雷击跳闸；线路绝缘子及其附件得到有效保护，雷击后绝缘子基本没有烧伤痕迹；有效降低同塔双回线路同跳的概率，漳庄2号线得到有效保护。 

        5．3．5  根据多年运行经验新增加本条。

       线路防雷用避雷器的采用是根据我国近年来的科研成果和运行经验列入的条款。1980年美国AEP和GE公司开始开发线路防雷用MOA。75支138kV避雷器于1982年开始在杆塔接地电阻平均为100Ω(最大的194Ω)的25个杆塔上试运行。取得了在这些杆塔上从未出现过雷击闪络的良好效果。

       在日本，1986年开发出带串联间隙的线路MOA。1988年275kV合成绝缘线路MOA也已在双回线路上运行。为防止同杆双回500kV线路的双回路线同时雷击闪络，从1990年开始500kV线路MOA安装在某双回线路的一回线上运行。据统计，截止到1993年在66kV、77kV、275kV和500kV线路运行的线路MOA已达30000支，且均取得良好的效果。日本针对72．5kV线路各种防雷措施效果做过对比分析。一般线路的雷击闪络率为100％，加强绝缘、安装耦合地线和降低杆塔接地电阻可分别将雷击闪络率降至62％、56％和45％。而安装线路MOA却可从根本上消除线路雷击闪络故障。

       我国成功地应用线路避雷器的一个例子是江苏省的220kV谏奉线。该线长江大跨越段跨越高塔2基、耐张塔2基，总长2．338km，跨越塔高106m。原设计为单回路，后改成双回路后，顶端原两根避雷线改为运行的相线，成为无避雷线的双回路跨江段。1989年5月到1996年11月，作为双回路跨江段的防雷措施，是在2基高塔顶上两相导线与横担之间安装日本日立公司的ZLA-X25C型MOA(具有0．5m串联空气间隙)。这段时间，所装4支避雷器共动作6相次。线路未发生闪络，开创了我国长江流域22QkV线路无避雷线运行的先河。

       中国电力科学研究院对110kV、220kV有避雷线线路应用线路避雷器的防雷效果进行过计算研究。研究表明，杆塔接地电阻50Ω时，220kV线路未安装线路避雷器时反击耐雷水平仅约32kA。安装线路避雷器时，线路的反击耐雷水平达350kA以上。110kV线路也有类似的结果。

       根据多年的工程实践可以发现，位于山区、丘陵的线路其雷击闪络远高于平原线路。这主要是一方面前者因地形地貌的关系使避雷线的屏蔽作用变坏，另一方面与土壤电阻率高、杆塔接地电阻不易达到较低值有关。为了充分利用有限的资金获得较好的降低线路雷击闪络的效益，根据线路雷击特点，建议线路避雷器优先安装在杆塔。

       特别指出，目前大跨越高杆塔由于防雷保护的需要，绝缘子串较一般杆塔长出许多，致使本来较高的杆塔再增加高度。采用线路避雷器后可望大幅度减少绝缘子串长，收到既防止雷击闪络又降低杆塔高度从而减少线路投资的较好效果。

       线路避雷器在杆塔上的安装方式：

       110kV、220kV单回线路为防止时有发生的3相绝缘子雷击闪络，宜在3相绝缘子串旁安装；同塔双回线路宜在一回路线路3相绝缘子串旁安装，以防雷击引起双回线路同时跳闸。330kV～750kV单回线路可在两边相绝缘子串旁安装，同塔双线路宜在一回路线路比上相更易绕击的中、下相绝缘子串旁安装。

       5．3．6  采用绝缘子并联间隙，也是根据我国近年来的科研成果和运行经验列入条款的。

       日、德、法等国从20世纪60年代已开始研究在架空输电线路上使用并联间隙。日、英、法和德国分别研发了适用于66kV～1100kV的各级电压等级绝缘子的并联间隙，进行了相关试验，并在各级线路上广泛应用。CIGRE的第22委员会03工作组(绝缘子工作组)在1989年调查了18个国家100kV以上电压等级绝缘子保护装置的设计准则，其中采用绝缘子并联间隙的国家有：奥地利、比利时、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日本、瑞士、英国和南斯拉夫。此外东南亚国家、韩国、印度以及中国香港地区和台湾地区受日本和欧洲的影响，也在各电压等级输电线路上安装有形状各异的招弧角。 

       21世纪初，中国电力科学研究院及多家网省公司开展了“110kV、220kV架空线路并联间隙防雷保护研究”的工作，开始全面开展绝缘子并联间隙的研究，研制相关产品，并获得发明专利。所研制的35kV～220kV架空线路并联间隙产品在我国部分输电线路上已挂网运行，积累了宝贵的运行经验。

       江苏省电力公司于2005年7月至11月，在4回220kV线路和2回110kV线路上安装了绝缘子串并联间隙。2005年和2006年，在1回110kV输电线路上了发生了1次雷击闪络跳闸重合成功，绝缘子良好，并联间隙端部有闪络痕迹。北京电力公司也自2005年底起在多条雷害严重的35kV线路上全线试用了绝缘子并联间隙。经过4个雷雨季的运行，绝缘子并联间隙运行情况良好。在间隙上发现放电点，间隙起到了保护绝缘子的作用，绝缘子损坏率有所下降。2007年起北京供电公司还在多条110kV输电线路上安装试用了绝缘子并联间隙。截至2009年10月北京电力公司已安装绝缘子并联间隙的35kV线路达77条，110kV线路达9条。