（长江勘测规划设计研究院机电处湖北武汉430010）
概述
与国内常规的10kV及35kV配电电压等级有所不同，国外某些国家的配电电压等级为20kV，其输电线路的绝缘配置及防雷措施也应根据其电压等级来进行设计。本文讨论的是非洲某国家20kV架空输电线路的绝缘配置及防雷措施。
一、绝缘配置的初步方案
架空输电线路的绝缘配置，通常是采用单位泄漏距离的方法，按工频电压要求选择绝缘子串片数。该20kV架空输电线路位于非洲西部沿海地区，地处热带雨林气候，植被茂密，但该地区工业发展水平较为落后。在确定该地区的污秽等级时，主要考虑了以下因素：
●线路所经地区目前空气污染程度较轻，但随着国家经济快速发展，工业排放也会逐步增加，污秽等级将会有所提高。
●线路路径靠近海岸线，需考虑盐雾的影响。
基于以上两点原因，将线路污秽等级定为Ⅱ级，爬电比距为2.5cm/kV（按标称电压计）。该输电线路拟采用U70BP/146D型绝缘子，为双伞型瓷绝缘子，单片爬距400mm，结构高度146mm，盘径255mm。
二、防雷措施的初步方案
该输电线路所在地区为热带雨林气候，雨季期间雷暴气象比较频繁。参照该地区的气象资料，其设计雷暴日为90天/年，属于雷暴日极高的地区。并且该输电线路地处低山丘陵地形，地势起伏较大，部分地势较高的铁塔遭受雷击的概率较高。因此本工程拟采用全线架设单根OPGW，兼作防雷地线及通讯光缆的防雷方案。
三、初步方案的耐雷水平计算
计算20kV输电线路的耐雷水平时，根据线路的地形变化以及排塔设计，选取了一段地势较高、可能遭受雷击较为密集的线路段作为计算依据。该段线路主要采用Z-1型直线塔，该塔的外形尺寸详见表1。
表120kV输电线路计算耐雷水平的主要参数
根据规范DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》，架空输电线路的耐雷水平计算过程如下：
根据以上计算过程，可计算得出本工程中20kV架空输电线路的耐雷水平如下表：
表220kV输电线路耐雷水平的计算结果
四、不同方案的耐雷水平对比和分析
如果将该线路的绝缘子串增加1片或者2片绝缘子，那么线路的耐雷水平将有所提高，但程度各不相同。下表中反映了增加绝缘子后的线路耐雷水平与初步方案的对比：
表320kV输电线路不同绝缘配置的耐雷水平计算结果对比
根据以上计算分析可知，增加绝缘子对线路耐雷水平有所提高。其中，增加1片绝缘子后，该线路的跳闸率明显降低，对线路运行安全状况有一定的改善。而增加2片绝缘子后，线路的跳闸率进一步下降。考虑到该条20kV架空输电线路所在地区为低山丘陵地形，铁塔遭受雷击的概率较高。同时，参考国内设计规范中对于35kV架空输电线路的相关要求，并结合工程成本考虑，对于该20kV输电线路的绝缘配置，悬垂绝缘子串决定采用3片绝缘子，耐张串采用4片绝缘子。对于防雷措施，决定采用全线架设单根OPGW作为防雷保护用地线。
该线路于2013年10月1日投入运行。根据现场运行人员统计，该20kV架空输电线路在2014年1月21日至8月17日这7个月的运行期间，该线路因雷击原因而造成的跳闸故障仅为1次，折合出该线路的实际跳闸率为1.71次/年，比理论跳闸率更低，其耐雷水平能够满足20kV输电线路的运行安全要求。
五、结论
通过对线路的耐雷水平计算，以及线路运行期间的实际故障记录来验证，对于20kV架空输电线路位于90天/年的高雷暴日气候和低山丘陵地形，其悬垂绝缘子串采用3片绝缘子，耐张串采用4片绝缘子的绝缘配置方案，以及全线架设单根OPGW作为避雷线的防雷措施，可满足输电线路的运行安全要求。