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 特高压(UHV)是指1000千伏及以上电压。在我国,特高压电网是指1000千伏交流和±800千伏直流电压等级的输电网络。由于特高压输电线路跨大区、跨流域、长距离,受地理环境和恶劣天气的影响大,特别大部分特高压输电线路地处山区,雷害活动十分频繁,就导致了输电线路的故障中雷害占据了首要位置。国外研究特高压输电及其防雷技术至今已有将近四十年的历史,其目的是继续提高输电能力,实现大功率的中、远距离输电,以及实现远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。本文就通过对前苏联的特高压输电线路的防雷工程实践分析,来探讨中国发展特高压输电线路的防雷应注意的问题。
1.特高压输电线路防雷分析
   前苏联从上世纪60年代开始研究特高压输电防雷技术,集中了政府、科研、设计和大专院校等庞大的技术力量,按照理论研究、实用技术研究和试验、电气设备研制和工业性试验运行考核三大步骤进行了大量的工作,研究取得了突破性的进展,获取的数据和资料可以满足工程建设的需要[5]。为了研究1150kV线路的雷击特性以及雷电跳闸的概率,前苏联对于杆塔上雷电流的测量、雷击线路的位置等的综合研究从1985年就已经开始了,下表是俄罗斯500kV,1150kV两种输电线路从1985到1994十年间按跳闸原因分类的跳闸数和自动重合闸后线路的稳定跳闸数[1]。由表1可以看出,随着线路额定电压的增加,雷电跳闸占跳闸总数的比例上升,从500kV的17.5%增加到1150kV的84.2%,雷电事故跳闸占事故跳闸总数的比例也从500kV的12.23%增加到1150kV的75%;但是线路每百公里的平均跳闸率却随着线路额定电压的增加而减少,1150kV的每百公里的平均跳闸率仅为500kV的三分之一左右。
表一:前苏联500KV、1150KV两种输电线路1985-1994年按原因分类的跳闸数
 
2.特高压输电线路防雷技术的探讨
  借鉴前苏联特高压输电线路防雷运行经验,我国发展特高压线路可采取以下措施降低雷击跳闸率:
  (1) 杆塔高度越高、地面倾角越大、线路保护角就越大,线路绕击跳闸率也就越高,增加绝缘子片数可以降低绕击跳闸率。采用悬挂式避雷器,以降低线路上的雷电过电压,减小绝缘子串闪络次数。或者降低保护角,以减小边相导线的绕击率。如日本的1000kV高压线路采用双回路自立式铁塔,保护角设计为负值,则其绕击率非常小。
  (2)改进导线布置,减小中间导线绕击率。可将三相导线按倒三角形排列以降低中间导线的高度,减小绕击率。
  (3)随着输电电压的升高,杆塔高度对绕击率的影响明显增加,因此,要求尽可能降低杆塔高度。同时, 为了减少雷击造成反击,可限制杆塔冲击接地电阻在10Ω以下。
  (4) 特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度,使其具有较良好的承受雷电反击的能力。但杆塔较高的同塔双回线路比单回路要差。如特高压架空输电线路采用此种塔型,需要遵循线路雷击选择性规律,妥善作出因地制宜的良好防雷设计。
  (5)特高压输电线路雷电绕击闪络是雷击跳闸主要起因。若进一步减小绝缘子串长度,降低绝缘冲击强度,同时使得避雷线与导线之间垂直距离缩短,将会增大雷电绕击率。这对避雷线正保护角线路,是一个最不利的影响因素,可采取增高避雷线支持高度或防止档中避雷线移动。
3.结论
  特高压输电线路防雷技术是一项技术十分复杂的系统工程,需要解决的问题很多。正确的设计应该可以解决特高压线路的防雷击问题。如通过降低杆塔的接地电阻减小反击率,全线采用负屏蔽角、三相导线倒三角形排列等措施来降低绕击率等。前苏联在特高压线路防雷方面开展了大量卓有成效的工作,这些科研成果都可以作为我国特高压工程建设参考资料。同时,前苏联特高压交流工程整体运行情况良好,积累了丰富的运行经验。国内进行防雷技术的研究,既要考虑难度问题,也要把握方向,应吸收国外的先进经验,加强理论的研究,积极进行新技术新工艺的研究, 提高设备的制造技术,提高设备质量和技术水平

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