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 特高壓(UHV)是指1000千伏及以上電壓。在我國,特高壓電網是指1000千伏交流和±800千伏直流電壓等級的輸電網絡。由於特高壓輸電線路跨大區、跨流域、長距離,受地理環境和惡劣天氣的影響大,特別大部分特高壓輸電線路地處山區,雷害活動十分頻繁,就導致了輸電線路的故障中雷害占據了首要位置。國外研究特高壓輸電及其防雷技術至今已有將近四十年的曆史,其目的是繼續提高輸電能力,實現大功率的中、遠距離輸電,以及實現遠距離的電力係統互聯,建成聯合電力係統。本文就通過對前蘇聯的特高壓輸電線路的防雷工程實踐分析,來探討中國發展特高壓輸電線路的防雷應注意的問題。
1.特高壓輸電線路防雷分析
   前蘇聯從上世紀60年代開始研究特高壓輸電防雷技術,集中了政府、科研、設計和大專院校等龐大的技術力量,按照理論研究、實用技術研究和試驗、電氣設備研製和工業性試驗運行考核三大步驟進行了大量的工作,研究取得了突破性的進展,獲取的數據和資料可以滿足工程建設的需要[5]。為了研究1150kV線路的雷擊特性以及雷電跳閘的概率,前蘇聯對於杆塔上雷電流的測量、雷擊線路的位置等的綜合研究從1985年就已經開始了,下表是俄羅斯500kV,1150kV兩種輸電線路從1985到1994十年間按跳閘原因分類的跳閘數和自動重合閘後線路的穩定跳閘數[1]。由表1可以看出,隨著線路額定電壓的增加,雷電跳閘占跳閘總數的比例上升,從500kV的17.5%增加到1150kV的84.2%,雷電事故跳閘占事故跳閘總數的比例也從500kV的12.23%增加到1150kV的75%;但是線路每百公裏的平均跳閘率卻隨著線路額定電壓的增加而減少,1150kV的每百公裏的平均跳閘率僅為500kV的三分之一左右。
表一:前蘇聯500KV、1150KV兩種輸電線路1985-1994年按原因分類的跳閘數
 
2.特高壓輸電線路防雷技術的探討
  借鑒前蘇聯特高壓輸電線路防雷運行經驗,我國發展特高壓線路可采取以下措施降低雷擊跳閘率:
  (1) 杆塔高度越高、地麵傾角越大、線路保護角就越大,線路繞擊跳閘率也就越高,增加絕緣子片數可以降低繞擊跳閘率。采用懸掛式避雷器,以降低線路上的雷電過電壓,減小絕緣子串閃絡次數。或者降低保護角,以減小邊相導線的繞擊率。如日本的1000kV高壓線路采用雙回路自立式鐵塔,保護角設計為負值,則其繞擊率非常小。
  (2)改進導線布置,減小中間導線繞擊率。可將三相導線按倒三角形排列以降低中間導線的高度,減小繞擊率。
  (3)隨著輸電電壓的升高,杆塔高度對繞擊率的影響明顯增加,因此,要求盡可能降低杆塔高度。同時, 為了減少雷擊造成反擊,可限製杆塔衝擊接地電阻在10Ω以下。
  (4) 特高壓輸電線路杆塔上較高的絕緣強度,使其具有較良好的承受雷電反擊的能力。但杆塔較高的同塔雙回線路比單回路要差。如特高壓架空輸電線路采用此種塔型,需要遵循線路雷擊選擇性規律,妥善作出因地製宜的良好防雷設計。
  (5)特高壓輸電線路雷電繞擊閃絡是雷擊跳閘主要起因。若進一步減小絕緣子串長度,降低絕緣衝擊強度,同時使得避雷線與導線之間垂直距離縮短,將會增大雷電繞擊率。這對避雷線正保護角線路,是一個最不利的影響因素,可采取增高避雷線支持高度或防止檔中避雷線移動。
3.結論
  特高壓輸電線路防雷技術是一項技術十分複雜的係統工程,需要解決的問題很多。正確的設計應該可以解決特高壓線路的防雷擊問題。如通過降低杆塔的接地電阻減小反擊率,全線采用負屏蔽角、三相導線倒三角形排列等措施來降低繞擊率等。前蘇聯在特高壓線路防雷方麵開展了大量卓有成效的工作,這些科研成果都可以作為我國特高壓工程建設參考資料。同時,前蘇聯特高壓交流工程整體運行情況良好,積累了豐富的運行經驗。國內進行防雷技術的研究,既要考慮難度問題,也要把握方向,應吸收國外的先進經驗,加強理論的研究,積極進行新技術新工藝的研究, 提高設備的製造技術,提高設備質量和技術水平

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