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摘要：进行电网防雷保护，是避免线路雷电危害影响，确保线路电网安全稳定运行的有效措施。本文将结合实例，对某35kV输电架空线路运行中的雷电危害以及防雷保护措施进行研究分析，为电网线路防雷保护提供参考。
关键词：35kV；输电架空线路；防雷保护
雷电是导致我国电网线路运行安全的主要问题之一，对我国电网线路的安全稳定运行有着非常突出的危害影响。我国的地形结构相对复杂，山地面积大于平原，而另一方面，雷电对于电网线路安全稳定运行的危害影响中，山区影响要大于平原地区，再加上35kV输电架空线路属于中压线路，是我国运行电网中的主要电网线路，一旦遭受雷电袭击发生问题，将会对整个电网的安全稳定运行产生影响。因此，进行35kV输电架空线路防雷保护的研究分析，不仅有利于提高我国电网线路的防雷保护水平，同时对保障国家电网安全稳定运行也有着积极作用和意义。本文将结合35kV输电架空线路防雷保护实例，对其防雷保护设计以及具体实现进行研究分析，以促进电网线路防雷保护技术水平提升，促进电网安全稳定运行。
图1可调式间隙保护结构
1、35kV输电架空线路防雷保护必要性分析
1.1线路工程概况
某35kV输电架空线路全长约为15km，其中，架空地线段长度约为5km，均安装有相应的线路避雷器装置，同时设置有地网。
根据线路运行监测数据显示，在该线路工程防雷保护措施相对薄弱的线路杆塔位置处，均出现不同程度的雷击损害，具体表现为线路绝缘子表面存在不同情况的雷击损伤情况，部分绝缘子表面发生破碎，线路多次发生运行跳闸，对整个线路电网的稳定性造成影响。
1.2线路雷害原因
根据上述线路工程的雷害情况，在进行综合勘察分析后发现，导致该线路发生雷击危害的原因相对较多，其中，没有对线路工程全线安装避雷线是导致容易发生雷击的主要原因。电网线路运行中，由于该线路工程段缺乏相应的防雷保护，在雷电天气极容易发生雷击，一旦出现雷击影响后，不能够对对地短路引起的故障进行及时消除，从而引发电网运行跳闸保护。此外，该线路工程在运行中缺乏有效的维护，也是导致雷击影响严重的主要原因。通常情况下，为确保电网线路安全运行，需要对电网的运行状态以及线路设备运行性能等进行及时有效的监测，对于可能引起故障问题的线路设备要及时消除更换，以避免对整个电网运行稳定造成影响。而上述线路工程中，由于缺乏必要的运行维护，导致不能够对线路中不合格绝缘子进行更换，从而在雷电电气下发生绝缘子被击穿，影响供电运行稳定性。
2、35kV输电架空线路的防雷保护措施
2.1线路综合防雷保护措施
根据上述线路工程的雷击危害以及原因，在进行该线路防雷保护改进完善中，考虑到该线路工程本身的特殊性，通过加装避雷线方式实现防雷保护难度相对较大，而安装线路避雷器所花费的成本费用又比较高，并且线路杆塔接地电阻已经不能够再进行降低，因此，为确保该线路在雷电天气下的安全稳定运行，需要结合线路工程的地形以及运行、线路等级等情况，进行综合考虑后采取相应的防雷保护。本文在综合分析上述线路工程后，决定采用可调式保护间隙模式，通过与其他防雷措施的相互结合，来提高线路防雷能力，确保线路运行稳定。
2.2设计实现
根据上述35kV输电架空线路雷击危害，本文在综合分析情况下，提出可调式保护间隙与其他防雷保护相结合的保护措施。该防雷保护方案中，关键是可调式保护间隙方案的设计实现。
本文所提出的可调式保护间隙防雷保护设计方案，在电网线路运行保护中的应用实现，其依据来源主要是电网线路的并联间隙防雷保护模式，并且这种将并联间隙放电保护模式应用在电网架空线路防雷设计中的实例，已经在德国以及日本等国家地区实现过。这种保护模式在电网运行中，对于正常运行状态下的电网线路，能够起到均匀工频电厂效果，如果电网线路受到雷击的作用，就会通过绝缘子串上的过电压作用，对两个简述球极之间的距离进行调整，以形成并联间隙电压比绝缘子串电压低的状态，从而对绝缘子串以及电网线路的安全运行进行保护。根据并联间隙的这一工作原理，对于上述35kV输电架空线路可调式保护间隙可设计成如下图1所示结构形式。
根据上图所示的线路可调式保护间隙结构可以看出，该防雷设计中主要包括导线球形电极以及接地球形电极、可调节式固定支架、上下固定金具等不同装置部分构成，在工作运行过程中，通过调整下球形电极间隙的固定螺丝，来实现上下间距大小的调整，确保绝缘子串的放电电压大于间隙放电电压，从而通过间隙释放雷电电压，减少对线路的损害。在该防雷保护装置中，对于线路雷电危害的保护作用主要体现在通过间隙闪络对突然雷击产生的过电压进行释放，避免线路绝缘子受到伤害，同时对少部分绝缘子串雷电引起的闪络以及工频闪络电弧进行转移，以进行绝缘子保护。最后，可调式保护间隙还能够通过对绝缘子串两端的工频电厂进行均匀，来改善其电压分布情况，起到相应的保护作用。
在上示可调式保护间隙结构中，d是并联间隙电极的最短距离，而h则是线路中绝缘子串的长度。值得注意的是，该防雷保护结构中的绝缘子串长度需要通过计算实验进行确定。首先，在进行可调式保护间隙的放电电压与保护间隙设置中，可以通过以下公式（1）进行计算设置。
（1）
该公式表示的是雷电击穿电压下绝缘子串的闪络电压。其中，是50%击穿概率下的峰值电压值，而则表示的是一种标准偏差。根据上示公式在计算得出情况下，就可以当前间隙下的雷电绝对击穿电压值进行计算设定，同时就可以设定得出线路绝缘子串在雷电冲击作用下的耐受电压值。根据可调式保护间隙雷击电压中保护间隙与绝缘子串绝缘能力的关系，只有在二者结果相同的情况下，才能够确保保护间隙的雷电冲击过电压通过绝缘子串优先放电保护，这样就能够对可调式保护间隙的间隙距离和放电电压值进行计算确定。
2.3运行验证
根据上述计算分析结果，为保证可调式保护间隙以及有关设定值在上述35kV输电架空线路防雷保护中可靠运行，本文还专门进行了实验验证。验证试验中，雷电冲击作用主要借助冲击电压发生器产生，并将该电压发生器产生的冲击波形作用在上文中计算设置的35kV输电架空线路复合绝缘子串与可调式保护间隙中，并对试验结果进行测量。经连续10次冲击耐受试验后确定，上述方法计算结果符合绝缘子冲击放电电压值为50%的情况。也就是说，该设计符合上述35kV输电架空线路的防雷保护需求，能够对线路运行雷击危害起到有效的保护作用。
3、结语
总之，雷电危害是影响电网线路安全稳定运行的主要问题之一，35kV中压输电线路在运行过程中极容易受到雷电危害，因此，进行35kV输电架空线路防雷保护的研究与分析，不仅有利于提高电网线路的防雷保护，而且对于电网线路安全稳定供电运行有着积极作用和意义。本文采用可调式保护间隙进行35kV输电架空线路防雷保护，既实现了雷电作用下绝缘子串过电压冲击保护，同时还能够通过均匀绝缘子串工频电场，实现其电压分布情况改善，起到较好的保护作用，效果比较理想，值得进行验证应用。
参考文献
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