多回路架空送电线路耐雷水平分析
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根据前述的《过电压保护和绝缘配合》规程，线路的耐雷水平不应低于：
表2有避雷线线路的耐雷水平
标称电压
耐雷水平
110kV
220kV
一般线路
40～75kA
75～110kA
变电所进线保护段
75kA
110kA
从表1的计算结果看：
当该四回路杆应用于一般线路，220kV和110kV部分的耐雷水平均能满足规程要求。
2.2降低接地电阻Ri
接地电阻的降低，会降低雷击杆塔时的塔顶电位，对一般高度的杆塔，降低接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。在土壤电阻率低的地区，减少接地电阻并不困难，也不会增加太多。现行规程对杆塔接地电阻都有规定，实际应用中应使工频接地电阻值在5~15Ω之间。可采用增设接地带、管，引外接地装置，在高土壤电阻率地区降低电阻较困难，采用连续伸长接地线可以有效降低杆塔接地电阻。
如图2所示，两根避雷线（1及2）、一根耦合地线（3）及一根导线（4），各雷电流表示为：
i—雷击塔顶的总电流；
i1、i2—流经两避雷线的雷电流；
i3—流经耦合地线的雷电流；
i4—流经导线的雷电流；
itc—流经杆塔电位、电流可以运用麦克斯韦静电方程式列出：
4结论
综上所说，降低接地电阻、架设耦合地线、安装塔顶防雷引下线等措施，可以在线路的多雷区段、特殊高塔等耐雷水平要求较高的地方采用，能有效地改善同杆架设多回路送电线路的耐雷水平，降低线路的雷电跳闸率，提高线路的防雷性能，从而增强线路运行的可靠性。
参考文献：
东北电力设计院编.电力工程高压送电线路设计手册第二版.中国电力出版社，2002
当应用于变电所进线保护段时，与规定的耐雷水平值尚有差距。要同时达到220kV耐雷水平110kA和110kV耐雷水平75kA，需作以下处理：
(1)采取降低接地电阻措施，需将冲击电阻降至1Ω，这在实际中实施可能较困难；
(2)采取安装杆顶防雷引下线，同时结合将冲击接地电阻降至3Ω，可满足要求；
(3)采取架设一跟耦合地线措施，可以大幅度提高耐雷水平，超过规程规定值。
当避雷线和耦合地线受雷击时所带的电位u1=u2=u3=U，导线（4）对地绝缘i4=0，两避雷线和耦合地线对导线的几何耦合系数k可以根据矩阵克莱姆法则推导为
（7）
另外，雷击杆顶时，由于避雷线和耦合地线的存在，使雷电流沿避雷线和耦合地线流向两侧杆塔入地，如图3所示等值电路。
可看出，总电流i分别被避雷线和耦合地线分去了一部分，流经杆塔的雷电流杆塔分流系数β=itE／i，可得
在城市电网建设中，为节约电力线路走廊，同杆架设多回送电线路日益增多。由于回路多排列复杂，杆塔高度的增加，给线路防雷带来不利因素，一定程度上降低了线路的耐雷水平。本文通过对影响耐雷水平因素的分析，提出一些改善同杆多回路线路耐雷性能的措施。
1线路耐雷水平分析
1.1耐雷水平
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620-1997）规程，雷击有避雷线的同杆架设多回送电线路杆塔顶部时，耐雷水平按下式计算：
事故分析
电流互感器二次接线盒内，各组电流绕组经电缆引出，而电缆均套有铁管子。因此，该铁管子如果固定不牢靠，每当检修人员清扫电流互感瓷套时，需借助铁管子向上攀登，所以铁管子经常受到拉力。相应的电缆也受到拉力的作用，接线端子开始松动，引起3TA B的a端子开路，如图所示。a点出现高电压，飞弧至b点，致使高频相差动保护B相电流增大，出现负序和零序电流，造成跳闸事故。
（8）
其中：L2、L3可由经△→Y电路变换后求出。
可见有了耦合线，在雷击杆塔时增强了分流效果，能提高线路的耐雷水平。
2.5减小杆塔电感Lt
可以通过架设杆顶至地的防雷引下线，减小杆塔的等值电感（如图4）。
（10）
式中Ly—杆塔两侧引下线的电感并联值，μH；
可看出，Lt’< Lt，同时总电流i分别被避雷线和引下线分去了一部分，流经杆塔的it比原先减小，β也减小，根据公式（1），提高了耐雷水平I1。设置架至地的防雷引下线，可在线路中心线上安装杆顶防雷引下线（或接地拉线），并在地中与杆塔接地装置相连（也可外引）。
同一电流回路存在两点接地，引起非故障线路零序电流方向保护误动作跳闸的接线回路图
从图中标出的电流流向(未考虑负荷电流影响)，经N′点分流后，W1线的甲侧零序电流不灵敏及灵敏一段保护均不会动作，而非故障的W2线乙侧，零序电流不灵敏二段可以动作，且方向符合正向要求即可动作跳闸。
采取对策
由上可知，由于两个电流互感器回路存在两个接地点引起分流。为此，在图1中，将两个接地点取消，改由N′点接地，即可消除非故障线路零序电流保护的误动作。但必须注意，当任一回线路停运，二次回路有作业时，绝对不能拆动N′的接地点，否则在该二次回路上将出现高电压，影响人身和设备的安全，这是采取的对策之一。
经验教训
经到现场了解，改动二次回路接线前，没有绘制出正式的展开图，未经技术专责人审查就开始改动二次回路接线。违反了同一电流互感器二次回路只允许存在一个接地点的规定，这是应该汲取的教训。
案例2电流互感器二次开路造成的事故
事故简述
1984年3月28日，某变电站一条220kV线路，母线保护用B相电流互感器二次接线端子开路，如图1所示。引起该线路GCH-1A型高频相差动保护误动作跳闸，而母线保护装置，由于有电压闭锁元件触点控制，故未引起误动作，仅电流断线闭锁装置动作，闭锁了母线保护并发出电流回路断线信号。
2.1增加绝缘子串片数
u50%取的是绝缘子串的50%正极性冲击放电电压，雷电冲击电压主要决定于绝缘子串长，绝缘子串片数的增加能提高绝缘子串的u50%，降低跳闸率。但为满足空气间隙要求也要相应增大杆塔、横担等尺寸，同时也增加了绝缘费用。
实际应用中，在允许情况下，盘式绝缘子串可以适当考虑增加一两片，合成绝缘子考虑采用加长型。但在满足对绝缘子爬距要求和达到一定耐雷水平下，一般不采用这种方法来改善防雷。
3
0.356
0.799
110.55
110kV下边
导线
未采取措施
5
0.152
0.699
71.49
降低接地电阻
3
0.152
0.718
81.14
架设一根耦合地线
5
0.331
0.509
156.26
杆顶防雷引下线
5
0.152
0.775
74.63
分析上表计算结果表明，当采用上述三种方法后，对线路的耐雷水平都有改善：在土壤电阻率低的地区，降低接地电阻可以提高耐雷水平；在土壤电阻率较高的地区，降低接地电阻较困难，安装杆顶引下线和架设耦合地线均可以提高耐雷水平，其中架设耦合地线效果明显，可以大大提高耐雷水平。
B相电流互感器开路，引起高频相差动保护误动作说明图采取对策
对策之二，仍然保留两个接地点，制作一台中间电流互感器，在其铁芯上，绕制三个匝数相同的电流绕组，其中两个绕组分别接入两回线路电流互感器二次的同名相电流(如均为A相)，以取得“和”电流。将第三个线圈接入过负荷解列装置的电流回路。这样作，也可避免零序电流分流。这种情况，当任一线路停运时，可以拆动停运线路的接地线，不会出现高电压。但制作时，对中间电流互感器的特性必须满足10%误差(包括主电流互感器误差)要求。
2.3降低杆塔和导线高度hc
理论上，杆塔越高线路暴露越多，越容易受雷击，在保证电气安全距离情况下，尽量考虑低塔。但受导线对地距离的限制，杆塔和导线的高度不宜减小太多。
2.4架设耦合地线
可以采用在导线下方加挂耦合地线的方法，增加避雷线与导线间的耦合作用，增大耦合系数k。加挂耦合线，虽不能减少绕击率，但能在雷击杆塔时起分流作用和耦合作用，降低绝缘子串上的电压，提高线路的耐雷水平。
简介：
张颖璐（1972~），男，江苏常州人，高级工程师，从事输变电设计及技术管理工作。
二次回路故障分析
案例1电流回路两点接地引起的事故
事故简述
1993年10月20日，220kVW1线发生B相接地短路，甲侧零序电流不灵敏二段4.0A、0.5s动作，跳开B相断路器单相重合成功。由故障录波器录得，甲侧零序电流为3240A，电流互感器变比为1200/5，折合二次为13.5A。经巡线，故障点位于该侧零序电流一段范围内，即零序电流不灵敏一段定值为10.2A，灵敏一段定值为9.6A，这两个一段保护均应动作，但其信号继电器均未表示。
（2）
式中Lg—杆塔两侧相邻档避雷线的电感并联
值，μH
τt —雷电流波头长度，取2.6μs
1.3耦合系数
导线与避雷线的几何耦合系数，双避雷线时
（3）
式中r1—避雷线的半径，m。
导线和避雷线间的耦合系数因电晕效应而增大，可按下式计算：
k=k1·k0（4）
式中k1—电晕修正系数。
2提高耐雷水平方法
分析公式（1）可看出，要提高同杆多回路线路耐雷水平，可以通过增大u50%、k或减小Ri、β、Lt、hc等来实现。
3计算实例
2003年9月常州地区首条220kV/110kV混合电压同杆四回架空线路，上层220kV线垂直排列，下层110kV线三角型排列，尺寸如图5。
避雷线、导线平均高度h=挂线点高-2/3弧垂；
档距160m，避雷线半径r=4.8cm；
杆塔电感Lt=杆高×0.5(μH/m)；
双避雷线Lg=0.42×档距；
提高耐雷
水平措施
冲击接地电阻(Ω)
耦合系数(k)
分流系数
(β)
耐雷水平I1
(kA)
220kV中导线
未采取措施
5
0.356
0.699
95.72
降低接地电阻
3
0.356
0.718
102.08
架设一根耦合地线
5
0.456
0.509
131.15
杆顶防雷引下线
5
0.356
0.775
102.14
降低接地电阻，并设杆顶防雷引下线
此外，由甲侧220kV母线引出的，另一条W2线的零序电流带方向不灵敏二段，定值为2.4A、0 .5s，由选相拒动回路出口动作后跳开三相断路器，未重合(重合闸投“单重”方式)。由故障录波器录得W2线乙侧零序电流为600A，折合到二次为2.5A，本属反方向，保护不应动作。
事故分析
经过现场调查，这两回线已安装了过负荷解列装置，要求当两回线任一相负荷电流之和达到一定值时，将线路解列运行。如图1所示，由于两组电流互感器各自的中性点仍接地，出现了两个接地点。当其中一回线路发生接地短路故障时，非故障线路的电流互感器二次零序回路将通过电流，对于零序功率方向元件的电流线圈，电流正好流入其极性端。零序电压均取自母线上电压互感器的三次绕组，则零序功率方向元件即能动作。
绝缘子串冲击放电电压—
220kV绝缘子串的u50%为1200kV；
110kV绝缘子串的u50%为650kV；
冲击接地电阻Ri=5Ω。
根据公式（2），可求出杆塔分流系数β=0.699。用镜象法，按公式（3）、（4），可以求出：
220kV线路，避雷线对220kV中导线耦合系数k=0.356，耐雷水平I1=95.72kA。
多回路架空送电线路耐雷水平分析
张颖璐
（常州电力设计研究院，江苏常州213003）
摘 要：在电网建设中，为节约走廊，多回架设送电线路日益增多。由于排列复杂，杆塔高度的增加，给线路防雷带来不利因素。本文通过对影响耐雷水平因素的分析，结合实例的计算，提出一些改善同杆多回路线路耐雷性能的措施。
关键词：送电线路绝缘耐雷水平
（5）
式中Z11、Z22—两根避雷线的自波阻抗；Z33—耦合地线自波阻抗；
Z13、Z23—避雷线和耦合地线的互波阻抗；
Z14、Z24—避雷线和导线的互波阻抗；
Z34—耦合地线和导线的互波阻抗。
其中，自波阻抗Zkk和互波阻抗Zkn可由下式求得：
， （6）
式中hk—线k的平均高度；rk—线k的半径；
dkn—线k和线n间的距离；Dkn—线n和线k的镜像k’间的距离。
（1）
式中u50%—绝缘子串的50%冲击放电电压，kV；
k、k0—导线和避雷线间的耦合系数和几何耦合系数；
β —杆塔分流系数；
Ri—杆塔冲击接地电阻，Ω；
Lt—杆塔电感，μH；
ht、ha—杆塔高度和横担对地高度，m；
hg、hc—避雷线和导线平均对地高度，m。
1.2分流系数
总雷电流分别从杆塔和避雷线上流过，杆塔的分流系数可由图1的电路算出：
110kV线路，避雷线对110kV下边导线耦合系数k=0.152，耐雷水平I1=71.49kA。
分别采用第2.2节降低接地电阻的方法、第2.4节架设一根耦合地线的方法（架设高度距最下层导线4.5米的杆身位置）、第2.5节设置杆顶防雷引下线的方法等三种措施后，对耐雷水平进行重新计算，结果对照见下表。
表1几种措施改善线路耐雷水平计算对照表
表2有避雷线线路的耐雷水平
标称电压
耐雷水平
110kV
220kV
一般线路
40～75kA
75～110kA
变电所进线保护段
75kA
110kA
从表1的计算结果看：
当该四回路杆应用于一般线路，220kV和110kV部分的耐雷水平均能满足规程要求。
2.2降低接地电阻Ri
接地电阻的降低，会降低雷击杆塔时的塔顶电位，对一般高度的杆塔，降低接地电阻是提高线路耐雷水平防止反击的有效措施。在土壤电阻率低的地区，减少接地电阻并不困难，也不会增加太多。现行规程对杆塔接地电阻都有规定，实际应用中应使工频接地电阻值在5~15Ω之间。可采用增设接地带、管，引外接地装置，在高土壤电阻率地区降低电阻较困难，采用连续伸长接地线可以有效降低杆塔接地电阻。
如图2所示，两根避雷线（1及2）、一根耦合地线（3）及一根导线（4），各雷电流表示为：
i—雷击塔顶的总电流；
i1、i2—流经两避雷线的雷电流；
i3—流经耦合地线的雷电流；
i4—流经导线的雷电流；
itc—流经杆塔电位、电流可以运用麦克斯韦静电方程式列出：
4结论
综上所说，降低接地电阻、架设耦合地线、安装塔顶防雷引下线等措施，可以在线路的多雷区段、特殊高塔等耐雷水平要求较高的地方采用，能有效地改善同杆架设多回路送电线路的耐雷水平，降低线路的雷电跳闸率，提高线路的防雷性能，从而增强线路运行的可靠性。
参考文献：
东北电力设计院编.电力工程高压送电线路设计手册第二版.中国电力出版社，2002
当应用于变电所进线保护段时，与规定的耐雷水平值尚有差距。要同时达到220kV耐雷水平110kA和110kV耐雷水平75kA，需作以下处理：
(1)采取降低接地电阻措施，需将冲击电阻降至1Ω，这在实际中实施可能较困难；
(2)采取安装杆顶防雷引下线，同时结合将冲击接地电阻降至3Ω，可满足要求；
(3)采取架设一跟耦合地线措施，可以大幅度提高耐雷水平，超过规程规定值。
当避雷线和耦合地线受雷击时所带的电位u1=u2=u3=U，导线（4）对地绝缘i4=0，两避雷线和耦合地线对导线的几何耦合系数k可以根据矩阵克莱姆法则推导为
（7）
另外，雷击杆顶时，由于避雷线和耦合地线的存在，使雷电流沿避雷线和耦合地线流向两侧杆塔入地，如图3所示等值电路。
可看出，总电流i分别被避雷线和耦合地线分去了一部分，流经杆塔的雷电流杆塔分流系数β=itE／i，可得
在城市电网建设中，为节约电力线路走廊，同杆架设多回送电线路日益增多。由于回路多排列复杂，杆塔高度的增加，给线路防雷带来不利因素，一定程度上降低了线路的耐雷水平。本文通过对影响耐雷水平因素的分析，提出一些改善同杆多回路线路耐雷性能的措施。
1线路耐雷水平分析
1.1耐雷水平
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T 620-1997）规程，雷击有避雷线的同杆架设多回送电线路杆塔顶部时，耐雷水平按下式计算：
事故分析
电流互感器二次接线盒内，各组电流绕组经电缆引出，而电缆均套有铁管子。因此，该铁管子如果固定不牢靠，每当检修人员清扫电流互感瓷套时，需借助铁管子向上攀登，所以铁管子经常受到拉力。相应的电缆也受到拉力的作用，接线端子开始松动，引起3TA B的a端子开路，如图所示。a点出现高电压，飞弧至b点，致使高频相差动保护B相电流增大，出现负序和零序电流，造成跳闸事故。
（8）
其中：L2、L3可由经△→Y电路变换后求出。
可见有了耦合线，在雷击杆塔时增强了分流效果，能提高线路的耐雷水平。
2.5减小杆塔电感Lt
可以通过架设杆顶至地的防雷引下线，减小杆塔的等值电感（如图4）。
（10）
式中Ly—杆塔两侧引下线的电感并联值，μH；
可看出，Lt’< Lt，同时总电流i分别被避雷线和引下线分去了一部分，流经杆塔的it比原先减小，β也减小，根据公式（1），提高了耐雷水平I1。设置架至地的防雷引下线，可在线路中心线上安装杆顶防雷引下线（或接地拉线），并在地中与杆塔接地装置相连（也可外引）。
同一电流回路存在两点接地，引起非故障线路零序电流方向保护误动作跳闸的接线回路图
从图中标出的电流流向(未考虑负荷电流影响)，经N′点分流后，W1线的甲侧零序电流不灵敏及灵敏一段保护均不会动作，而非故障的W2线乙侧，零序电流不灵敏二段可以动作，且方向符合正向要求即可动作跳闸。
采取对策
由上可知，由于两个电流互感器回路存在两个接地点引起分流。为此，在图1中，将两个接地点取消，改由N′点接地，即可消除非故障线路零序电流保护的误动作。但必须注意，当任一回线路停运，二次回路有作业时，绝对不能拆动N′的接地点，否则在该二次回路上将出现高电压，影响人身和设备的安全，这是采取的对策之一。
经验教训
经到现场了解，改动二次回路接线前，没有绘制出正式的展开图，未经技术专责人审查就开始改动二次回路接线。违反了同一电流互感器二次回路只允许存在一个接地点的规定，这是应该汲取的教训。
案例2电流互感器二次开路造成的事故
事故简述
1984年3月28日，某变电站一条220kV线路，母线保护用B相电流互感器二次接线端子开路，如图1所示。引起该线路GCH-1A型高频相差动保护误动作跳闸，而母线保护装置，由于有电压闭锁元件触点控制，故未引起误动作，仅电流断线闭锁装置动作，闭锁了母线保护并发出电流回路断线信号。
2.1增加绝缘子串片数
u50%取的是绝缘子串的50%正极性冲击放电电压，雷电冲击电压主要决定于绝缘子串长，绝缘子串片数的增加能提高绝缘子串的u50%，降低跳闸率。但为满足空气间隙要求也要相应增大杆塔、横担等尺寸，同时也增加了绝缘费用。
实际应用中，在允许情况下，盘式绝缘子串可以适当考虑增加一两片，合成绝缘子考虑采用加长型。但在满足对绝缘子爬距要求和达到一定耐雷水平下，一般不采用这种方法来改善防雷。
3
0.356
0.799
110.55
110kV下边
导线
未采取措施
5
0.152
0.699
71.49
降低接地电阻
3
0.152
0.718
81.14
架设一根耦合地线
5
0.331
0.509
156.26
杆顶防雷引下线
5
0.152
0.775
74.63
分析上表计算结果表明，当采用上述三种方法后，对线路的耐雷水平都有改善：在土壤电阻率低的地区，降低接地电阻可以提高耐雷水平；在土壤电阻率较高的地区，降低接地电阻较困难，安装杆顶引下线和架设耦合地线均可以提高耐雷水平，其中架设耦合地线效果明显，可以大大提高耐雷水平。
B相电流互感器开路，引起高频相差动保护误动作说明图采取对策
对策之二，仍然保留两个接地点，制作一台中间电流互感器，在其铁芯上，绕制三个匝数相同的电流绕组，其中两个绕组分别接入两回线路电流互感器二次的同名相电流(如均为A相)，以取得“和”电流。将第三个线圈接入过负荷解列装置的电流回路。这样作，也可避免零序电流分流。这种情况，当任一线路停运时，可以拆动停运线路的接地线，不会出现高电压。但制作时，对中间电流互感器的特性必须满足10%误差(包括主电流互感器误差)要求。
2.3降低杆塔和导线高度hc
理论上，杆塔越高线路暴露越多，越容易受雷击，在保证电气安全距离情况下，尽量考虑低塔。但受导线对地距离的限制，杆塔和导线的高度不宜减小太多。
2.4架设耦合地线
可以采用在导线下方加挂耦合地线的方法，增加避雷线与导线间的耦合作用，增大耦合系数k。加挂耦合线，虽不能减少绕击率，但能在雷击杆塔时起分流作用和耦合作用，降低绝缘子串上的电压，提高线路的耐雷水平。
简介：
张颖璐（1972~），男，江苏常州人，高级工程师，从事输变电设计及技术管理工作。
二次回路故障分析
案例1电流回路两点接地引起的事故
事故简述
1993年10月20日，220kVW1线发生B相接地短路，甲侧零序电流不灵敏二段4.0A、0.5s动作，跳开B相断路器单相重合成功。由故障录波器录得，甲侧零序电流为3240A，电流互感器变比为1200/5，折合二次为13.5A。经巡线，故障点位于该侧零序电流一段范围内，即零序电流不灵敏一段定值为10.2A，灵敏一段定值为9.6A，这两个一段保护均应动作，但其信号继电器均未表示。
（2）
式中Lg—杆塔两侧相邻档避雷线的电感并联
值，μH
τt —雷电流波头长度，取2.6μs
1.3耦合系数
导线与避雷线的几何耦合系数，双避雷线时
（3）
式中r1—避雷线的半径，m。
导线和避雷线间的耦合系数因电晕效应而增大，可按下式计算：
k=k1·k0（4）
式中k1—电晕修正系数。
2提高耐雷水平方法
分析公式（1）可看出，要提高同杆多回路线路耐雷水平，可以通过增大u50%、k或减小Ri、β、Lt、hc等来实现。
3计算实例
2003年9月常州地区首条220kV/110kV混合电压同杆四回架空线路，上层220kV线垂直排列，下层110kV线三角型排列，尺寸如图5。
避雷线、导线平均高度h=挂线点高-2/3弧垂；
档距160m，避雷线半径r=4.8cm；
杆塔电感Lt=杆高×0.5(μH/m)；
双避雷线Lg=0.42×档距；
提高耐雷
水平措施
冲击接地电阻(Ω)
耦合系数(k)
分流系数
(β)
耐雷水平I1
(kA)
220kV中导线
未采取措施
5
0.356
0.699
95.72
降低接地电阻
3
0.356
0.718
102.08
架设一根耦合地线
5
0.456
0.509
131.15
杆顶防雷引下线
5
0.356
0.775
102.14
降低接地电阻，并设杆顶防雷引下线
此外，由甲侧220kV母线引出的，另一条W2线的零序电流带方向不灵敏二段，定值为2.4A、0 .5s，由选相拒动回路出口动作后跳开三相断路器，未重合(重合闸投“单重”方式)。由故障录波器录得W2线乙侧零序电流为600A，折合到二次为2.5A，本属反方向，保护不应动作。
事故分析
经过现场调查，这两回线已安装了过负荷解列装置，要求当两回线任一相负荷电流之和达到一定值时，将线路解列运行。如图1所示，由于两组电流互感器各自的中性点仍接地，出现了两个接地点。当其中一回线路发生接地短路故障时，非故障线路的电流互感器二次零序回路将通过电流，对于零序功率方向元件的电流线圈，电流正好流入其极性端。零序电压均取自母线上电压互感器的三次绕组，则零序功率方向元件即能动作。
绝缘子串冲击放电电压—
220kV绝缘子串的u50%为1200kV；
110kV绝缘子串的u50%为650kV；
冲击接地电阻Ri=5Ω。
根据公式（2），可求出杆塔分流系数β=0.699。用镜象法，按公式（3）、（4），可以求出：
220kV线路，避雷线对220kV中导线耦合系数k=0.356，耐雷水平I1=95.72kA。
多回路架空送电线路耐雷水平分析
张颖璐
（常州电力设计研究院，江苏常州213003）
摘 要：在电网建设中，为节约走廊，多回架设送电线路日益增多。由于排列复杂，杆塔高度的增加，给线路防雷带来不利因素。本文通过对影响耐雷水平因素的分析，结合实例的计算，提出一些改善同杆多回路线路耐雷性能的措施。
关键词：送电线路绝缘耐雷水平
（5）
式中Z11、Z22—两根避雷线的自波阻抗；Z33—耦合地线自波阻抗；
Z13、Z23—避雷线和耦合地线的互波阻抗；
Z14、Z24—避雷线和导线的互波阻抗；
Z34—耦合地线和导线的互波阻抗。
其中，自波阻抗Zkk和互波阻抗Zkn可由下式求得：
， （6）
式中hk—线k的平均高度；rk—线k的半径；
dkn—线k和线n间的距离；Dkn—线n和线k的镜像k’间的距离。
（1）
式中u50%—绝缘子串的50%冲击放电电压，kV；
k、k0—导线和避雷线间的耦合系数和几何耦合系数；
β —杆塔分流系数；
Ri—杆塔冲击接地电阻，Ω；
Lt—杆塔电感，μH；
ht、ha—杆塔高度和横担对地高度，m；
hg、hc—避雷线和导线平均对地高度，m。
1.2分流系数
总雷电流分别从杆塔和避雷线上流过，杆塔的分流系数可由图1的电路算出：
110kV线路，避雷线对110kV下边导线耦合系数k=0.152，耐雷水平I1=71.49kA。
分别采用第2.2节降低接地电阻的方法、第2.4节架设一根耦合地线的方法（架设高度距最下层导线4.5米的杆身位置）、第2.5节设置杆顶防雷引下线的方法等三种措施后，对耐雷水平进行重新计算，结果对照见下表。
表1几种措施改善线路耐雷水平计算对照表