带串联间隙1000kV特高压交流输电线路避雷器关键技术参数分析
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计算时线路 避 雷 器 的 基 本 参 数 如 表 １ 所 示，避 雷器本体参 考 电 压 等 基 本 参 数 低 于 本 文 确 定 值 ，能 够兼顾可能的较低要求的避雷器本体参考电压。
表２给出了不同地形下不同电流幅值绕击的概
率。表３给出了不同电流幅值下反击雷的概率及通 过避雷器的电流。
图１ 线路避雷器安装示意图 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ
雷电流 峰值／ｋＡ
３０ ４０ ５０ ６０ ７０ １００
发生概率／％ 避雷器电流
丘陵 山地
峰值／ｋＡ
６．８２ ４．９７ ２．１０ ０．３６
－ －
６．８２ ５．２５ ３．２０ ２．２０ １．５０ ０．５９
１１ １９．７ ２８．８ ３８．５ ４７．１ ７４．９
避雷器 能量／ＭＪ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６５２０．２０１３．０３．０１６
文 章 编 号 ：１００３－６５２０（２０１３）０３－０６１８－０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ａｒｒｅｓｔｅｒｓ Ｕｓｅｄ ｆｏｒ １ ０００ｋＶ
ＵＨＶＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｗｉｔｈ Ｓｅｒｉｅｓ Ｇａｐ
因此１ ０００ｋＶ 线路避雷器本体直流参考电压
应≥１．４×（１ １００ｋＶ×槡２／槡３）／１．１９＝１ ０５７ｋＶ；本体 工频参考电压应≥１ ０５７ｋＶ／槡２＝７４７ｋＶ。
考虑到相 关 标 准 中 规 定 的 避 雷 器 额 定 电 压 级 差，推荐选取１ ０００ｋＶ 交流线路避雷器本体的额定 电压为７６８ｋＶ，工频参考电压≥７６８ｋＶ，直流参考电 压≥１ ０８６ｋＶ。
目前国内１ ０００ｋＶ 线路避雷器用电阻片直径 在１００ｍｍ 左右。本文选取了国内２个直径１００ｍｍ 左右的电阻片，并测量了其峰值在１００ｍＡ 左右电流 下的伏安特 性，其 指 定 电 流 下 的 电 压 峰 值 与 直 流 参 考电压比值（简称压比）分别为１．１９和１．２６，即其在 １Ａ 工频电流下压比≥１．１９。
１ 本体参考电压研究
带串联间隙型线路避雷器一般由避雷器本体和
张搏宇，苏 宁，吕雪斌，等．带串联间隙１ ０００ｋＶ 特高压交流输电线路避雷器关键技术参数分析
６１９
外串间隙组 成，其 中 外 串 间 隙 按 可 以 分 为 纯 空 气 间 隙和支撑绝缘子间隙２种类型。图１给出了本文研 发的纯空气间隙型线路避雷器安装示意图。
计算表明，直流参考电压取１ ０８６ｋＶ，在保护水 平和能量吸收能力方面都有足够的裕度。
２ 标称放电电流研究
避雷器的标 称 放 电 电 流 是 绝 缘 配 合 的 基 础 ，是 避雷器的重 要 参 数 之 一，与 避 雷 器 安 装 点 可 能 遭 受 的雷电冲击电流有关。本文以皖电东送特高压交流 输电示范工 程 为 背 景，计 算 研 究 了 不 同 绕 击 和 反 击 雷电流下通过１ ０００ｋＶ 线路避雷器的电流水平。
摘 要：为提高交流特高压输电线路的耐雷水平，调研收集了交流特高压输电 线 路 的 研 究 成 果。 结 合 中 国 交 流 特
高压示范工程运行经验，并采取仿真计算和试验验证的方法，从本体参考电压、标 称 放 电 电 流、能 量 吸 收 能 力、放 电
电压、保护水平等方面对交流特高压线路避雷器的 关 键 技 术 参 数 进 行 了 分 析 。 根 据 研 究 结 果，提 出 对 于 特 高 压 交
表１ 线路避雷器本体基本参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ
ｋＶ
参数 工频参考电压峰值
直流参考电压
数值 ７００ ９９０
参数 操作冲击残压峰值 雷电冲击残压峰值
数值 １ ２５５ ２ ０００
表２ 不同雷电流下绕击率 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｓ
６１８
高电压技术 第３９卷 第３期 ２０１３年３月３１日 Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ ３１，２０１３
带串联间隙１ ０００ｋＶ 特高压交流输电线路 避雷器关键技术参数分析
张搏宇，苏 宁，吕雪斌，张翠霞，殷 禹，陈立栋 （中 国 电 力 科 学 研 究 院 ，北 京 １００１９２）
ＺＨＡＮＧ Ｂｏｙｕ，ＳＵ Ｎｉｎｇ，Ｌ Ｘｕｅｂｉｎ，ＺＨＡＮＧ Ｃｕｉｘｉａ，ＹＩＮ Ｙｕ，ＣＨＥＮ Ｌｉｄｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｏｕｔａｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ １ ０００ｋＶ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ，ｗｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＡＣ（ＵＨＶＡＣ）ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ．Ｔａｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＵＨＶＡＣ ｐｉｌｏｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ｗｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ １ ０００ ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ，ｓｕｃｈ ａｓ ＤＣ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ，ｓｔａｎｄａｒｄ ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｏｎｇ－ｄｕｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐｕｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｉｍｐｕｌｓｅ ｓｐａｒｋ ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ：ｔｈｅ １ ０００ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ ＤＣ ｓｈｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ ０８６ｋＶ，ｓｔａｎｄａｒｄ ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｂｅ ３０ｋＡ，ｌｏｎｇ－ｄｕｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐｕｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ ５００Ａ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ５０％ ｏｆ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｉｍｐｕｌｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２ ９００ ｋＶ，ａｎｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｖｅｒｓｕｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２ １５０ｋＶ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｒｒｅｓｔｅｒ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ；ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ；ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌｅｖｅｌ
０．４０３ ０．９４９ １．６１５ ２．３１０ ３．１５８ ５．７８９
表３ 不同雷电流下反击率 Ｔａｂｌｅ ３ Ｂａｃｋｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｒａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｓ
雷电流峰值／ｋＡ 概率／％ 避雷器电流峰值／ｋＡ 避雷器能量／ＭＪ
２００
１．４４１
０ 引 言
根据国家电网公司的规划，我国交、直流特高压 输电工程的建设步伐将逐步加快。随着电压等级和 杆塔高度的提高、以及电网规模进一步扩大，电网结 构更加复杂，加之近年来我国气候环境变化异常、雷 电活动日益频繁，防雷问题必将更加突出。
国内外超特 高 压 输 电 线 路 的 运 行 统 计 表 明 ，雷 击事故在线 路 故 障 中 占 有 很 大 的 比 例 ，也 是 特 高 压 输电线路跳闸 事 故 的 主 要 原 因［１－５］。 日 本 ５０％ 以 上 的超高压电 力 系 统 事 故 是 由 雷 击 引 起 的 ，统 计 到 的 ５４次特高压线 路 跳 闸 中，雷 击 引 起 的 跳 闸 共 ５３ 次； 美国、俄罗斯等１２个国家的２７５～５００ｋＶ 输电线路 连续３ａ的 运 行 资 料 表 明，雷 害 事 故 占 总 事 故 的
９．０
０．０７１
２５０
０．３８９
１１．８
０．１０５
３００
０．１０５
１４．６
０．１４２
３５０
０．０２８
ຫໍສະໝຸດ Baidu
１７．５
０．１８２
计算表明，对于反击雷，当雷电流为３５０ｋＡ时通 过避雷器的 电 流 为１７．５ｋＡ，发 生 的 概 率 ≤０．０２８％； 对于绕击雷，绕击电流为５０ｋＡ 时，通过避雷器的电 流为２８．８ｋＡ，发生的概率≤３．２０％。综合线路避雷 器的实际制造成本及发生的概率，推荐１ ０００ｋＶ 线
本文以皖电东送特高压交流同塔双回试验工程 为依托，总结≤５００ｋＶ 线路避雷器的设计、试验、生 产制造及实际运行经验，从避雷器本体参考电压、标 称放电电流、能 量 吸 收 能 力、放 电 电 压、保 护 水 平 等 几个方面开展了带串联间隙交流１ ０００ｋＶ 线路避雷 器的关键技术参数研究。
基 金 资 助 项 目 ：国 家 电 网 公 司 科 技 项 目 （ＧＹ７１－１０－０１７）。 Ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ＳＧＣＣ（ＧＹ７１－ １０－０１７）．
流线路避雷器，其本体直流参考电压应≥１ ０８６ｋＶ；标称放电电流 应 为 ３０ｋＡ；２ ｍｓ方 波 通 流 能 力 应 ≥１ ５００ Ａ；雷
电 冲 击 ５０％ 放 电 电 压 应 ≥２ ９００ｋＶ；雷 电 冲 击 残 压 ≤２ １５０ｋＶ。
关键词：线路避雷器；技术参数；参考电压；标称放电电流；能量吸收能力；放电电压；保护水平
６０％。国家电 网 公 司 的 统 计 表 明，由 于 雷 击 造 成 的 线路跳闸数占线路总跳闸数的４０．５％。
工程上通常采用降低接地电阻、架设双避雷线、 减小避雷线保护角等方法来降低雷击跳闸率。然而 研究表明，在雷电活动强烈、降低接地电阻困难的山 区线段，安装 线 路 避 雷 器 是 最 行 之 有 效 的 降 低 雷 击 跳闸率的方 法。 目 前 国 内 外 有 不 少 文 献 从 功 能 原 理［６－１０］、设计研 发［１０－１４］、实 践 经 验 及 ［１５－１７］ 防 雷 效 果 等 方面对线路避雷器进行了深入研究［１８－２０］。
由于间隙的 隔 离 作 用，线 路 避 雷 器 的 本 体 并 不 承受长期持 续 运 行 电 压，其 本 体 参 考 电 压 的 选 取 主 要应考虑其能够在最大的工频过电压下可靠熄灭工 频续流电弧、能够耐受足够的能量冲击、能够满足绝 缘配合的要求。
日本有研究指出：线路避雷器动作后，线路避雷 器间隙能在１～２个工频周期内切断≤２Ａ 的工频续 流［２１］。工频续流期间的电流主要包括通过避雷器内 部电阻片 的 电 流 和 表 面 泄 漏 电 流。 研 究 表 明：不 同 污秽条件下，复合外套避雷器表面泄漏电流＞１Ａ 时 外表面闪络的概率较大；而表面泄漏电流＜０．５Ａ 时 基本不会出现外表面闪络。按设计的避雷器能够耐 受特定的污 秽 条 件 考 虑，复 合 外 套 表 面 泄 漏 电 流 应 ≤１Ａ，则避 雷 器 熄 灭 工 频 电 流 的 条 件 应 该 是 ：工 频 过电压下流过避雷器本体的电流应≤１Ａ。
６２０
高电压技术 Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
表２给出了不同地形下不同电流幅值绕击的概
率。表３给出了不同电流幅值下反击雷的概率及通 过避雷器的电流。
图１ 线路避雷器安装示意图 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ
雷电流 峰值／ｋＡ
３０ ４０ ５０ ６０ ７０ １００
发生概率／％ 避雷器电流
丘陵 山地
峰值／ｋＡ
６．８２ ４．９７ ２．１０ ０．３６
－ －
６．８２ ５．２５ ３．２０ ２．２０ １．５０ ０．５９
１１ １９．７ ２８．８ ３８．５ ４７．１ ７４．９
避雷器 能量／ＭＪ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６５２０．２０１３．０３．０１６
文 章 编 号 ：１００３－６５２０（２０１３）０３－０６１８－０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ａｒｒｅｓｔｅｒｓ Ｕｓｅｄ ｆｏｒ １ ０００ｋＶ
ＵＨＶＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｗｉｔｈ Ｓｅｒｉｅｓ Ｇａｐ
因此１ ０００ｋＶ 线路避雷器本体直流参考电压
应≥１．４×（１ １００ｋＶ×槡２／槡３）／１．１９＝１ ０５７ｋＶ；本体 工频参考电压应≥１ ０５７ｋＶ／槡２＝７４７ｋＶ。
考虑到相 关 标 准 中 规 定 的 避 雷 器 额 定 电 压 级 差，推荐选取１ ０００ｋＶ 交流线路避雷器本体的额定 电压为７６８ｋＶ，工频参考电压≥７６８ｋＶ，直流参考电 压≥１ ０８６ｋＶ。
目前国内１ ０００ｋＶ 线路避雷器用电阻片直径 在１００ｍｍ 左右。本文选取了国内２个直径１００ｍｍ 左右的电阻片，并测量了其峰值在１００ｍＡ 左右电流 下的伏安特 性，其 指 定 电 流 下 的 电 压 峰 值 与 直 流 参 考电压比值（简称压比）分别为１．１９和１．２６，即其在 １Ａ 工频电流下压比≥１．１９。
１ 本体参考电压研究
带串联间隙型线路避雷器一般由避雷器本体和
张搏宇，苏 宁，吕雪斌，等．带串联间隙１ ０００ｋＶ 特高压交流输电线路避雷器关键技术参数分析
６１９
外串间隙组 成，其 中 外 串 间 隙 按 可 以 分 为 纯 空 气 间 隙和支撑绝缘子间隙２种类型。图１给出了本文研 发的纯空气间隙型线路避雷器安装示意图。
计算表明，直流参考电压取１ ０８６ｋＶ，在保护水 平和能量吸收能力方面都有足够的裕度。
２ 标称放电电流研究
避雷器的标 称 放 电 电 流 是 绝 缘 配 合 的 基 础 ，是 避雷器的重 要 参 数 之 一，与 避 雷 器 安 装 点 可 能 遭 受 的雷电冲击电流有关。本文以皖电东送特高压交流 输电示范工 程 为 背 景，计 算 研 究 了 不 同 绕 击 和 反 击 雷电流下通过１ ０００ｋＶ 线路避雷器的电流水平。
摘 要：为提高交流特高压输电线路的耐雷水平，调研收集了交流特高压输电 线 路 的 研 究 成 果。 结 合 中 国 交 流 特
高压示范工程运行经验，并采取仿真计算和试验验证的方法，从本体参考电压、标 称 放 电 电 流、能 量 吸 收 能 力、放 电
电压、保护水平等方面对交流特高压线路避雷器的 关 键 技 术 参 数 进 行 了 分 析 。 根 据 研 究 结 果，提 出 对 于 特 高 压 交
表１ 线路避雷器本体基本参数 Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ
ｋＶ
参数 工频参考电压峰值
直流参考电压
数值 ７００ ９９０
参数 操作冲击残压峰值 雷电冲击残压峰值
数值 １ ２５５ ２ ０００
表２ 不同雷电流下绕击率 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ ｒａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｓ
６１８
高电压技术 第３９卷 第３期 ２０１３年３月３１日 Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ ３１，２０１３
带串联间隙１ ０００ｋＶ 特高压交流输电线路 避雷器关键技术参数分析
张搏宇，苏 宁，吕雪斌，张翠霞，殷 禹，陈立栋 （中 国 电 力 科 学 研 究 院 ，北 京 １００１９２）
ＺＨＡＮＧ Ｂｏｙｕ，ＳＵ Ｎｉｎｇ，Ｌ Ｘｕｅｂｉｎ，ＺＨＡＮＧ Ｃｕｉｘｉａ，ＹＩＮ Ｙｕ，ＣＨＥＮ Ｌｉｄｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｏｕｔａｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ １ ０００ｋＶ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ，ｗｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｎ ｕｌｔｒａ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ＡＣ（ＵＨＶＡＣ）ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅｓ．Ｔａｋｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＵＨＶＡＣ ｐｉｌｏｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ｗｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ １ ０００ ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ，ｓｕｃｈ ａｓ ＤＣ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ，ｓｔａｎｄａｒｄ ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｏｎｇ－ｄｕｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐｕｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｉｍｐｕｌｓｅ ｓｐａｒｋ ｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ，ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｖｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ：ｔｈｅ １ ０００ｋＶ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｒｒｅｓｔｅｒ ＤＣ ｓｈｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ ０８６ｋＶ，ｓｔａｎｄａｒｄ ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｂｅ ３０ｋＡ，ｌｏｎｇ－ｄｕｒａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐｕｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ ５００Ａ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ５０％ ｏｆ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｉｍｐｕｌｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｎｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２ ９００ ｋＶ，ａｎｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｖｅｒｓｕｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｎｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２ １５０ｋＶ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｒｒｅｓｔｅｒ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ；ｎｏｍｉｎａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ；ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｄｉｓｃｈａｒｇｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｌｅｖｅｌ
０．４０３ ０．９４９ １．６１５ ２．３１０ ３．１５８ ５．７８９
表３ 不同雷电流下反击率 Ｔａｂｌｅ ３ Ｂａｃｋｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｒａｔｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔｓ
雷电流峰值／ｋＡ 概率／％ 避雷器电流峰值／ｋＡ 避雷器能量／ＭＪ
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０ 引 言
根据国家电网公司的规划，我国交、直流特高压 输电工程的建设步伐将逐步加快。随着电压等级和 杆塔高度的提高、以及电网规模进一步扩大，电网结 构更加复杂，加之近年来我国气候环境变化异常、雷 电活动日益频繁，防雷问题必将更加突出。
国内外超特 高 压 输 电 线 路 的 运 行 统 计 表 明 ，雷 击事故在线 路 故 障 中 占 有 很 大 的 比 例 ，也 是 特 高 压 输电线路跳闸 事 故 的 主 要 原 因［１－５］。 日 本 ５０％ 以 上 的超高压电 力 系 统 事 故 是 由 雷 击 引 起 的 ，统 计 到 的 ５４次特高压线 路 跳 闸 中，雷 击 引 起 的 跳 闸 共 ５３ 次； 美国、俄罗斯等１２个国家的２７５～５００ｋＶ 输电线路 连续３ａ的 运 行 资 料 表 明，雷 害 事 故 占 总 事 故 的
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０．０７１
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０．１４２
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１７．５
０．１８２
计算表明，对于反击雷，当雷电流为３５０ｋＡ时通 过避雷器的 电 流 为１７．５ｋＡ，发 生 的 概 率 ≤０．０２８％； 对于绕击雷，绕击电流为５０ｋＡ 时，通过避雷器的电 流为２８．８ｋＡ，发生的概率≤３．２０％。综合线路避雷 器的实际制造成本及发生的概率，推荐１ ０００ｋＶ 线
本文以皖电东送特高压交流同塔双回试验工程 为依托，总结≤５００ｋＶ 线路避雷器的设计、试验、生 产制造及实际运行经验，从避雷器本体参考电压、标 称放电电流、能 量 吸 收 能 力、放 电 电 压、保 护 水 平 等 几个方面开展了带串联间隙交流１ ０００ｋＶ 线路避雷 器的关键技术参数研究。
基 金 资 助 项 目 ：国 家 电 网 公 司 科 技 项 目 （ＧＹ７１－１０－０１７）。 Ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ＳＧＣＣ（ＧＹ７１－ １０－０１７）．
流线路避雷器，其本体直流参考电压应≥１ ０８６ｋＶ；标称放电电流 应 为 ３０ｋＡ；２ ｍｓ方 波 通 流 能 力 应 ≥１ ５００ Ａ；雷
电 冲 击 ５０％ 放 电 电 压 应 ≥２ ９００ｋＶ；雷 电 冲 击 残 压 ≤２ １５０ｋＶ。
关键词：线路避雷器；技术参数；参考电压；标称放电电流；能量吸收能力；放电电压；保护水平
６０％。国家电 网 公 司 的 统 计 表 明，由 于 雷 击 造 成 的 线路跳闸数占线路总跳闸数的４０．５％。
工程上通常采用降低接地电阻、架设双避雷线、 减小避雷线保护角等方法来降低雷击跳闸率。然而 研究表明，在雷电活动强烈、降低接地电阻困难的山 区线段，安装 线 路 避 雷 器 是 最 行 之 有 效 的 降 低 雷 击 跳闸率的方 法。 目 前 国 内 外 有 不 少 文 献 从 功 能 原 理［６－１０］、设计研 发［１０－１４］、实 践 经 验 及 ［１５－１７］ 防 雷 效 果 等 方面对线路避雷器进行了深入研究［１８－２０］。
由于间隙的 隔 离 作 用，线 路 避 雷 器 的 本 体 并 不 承受长期持 续 运 行 电 压，其 本 体 参 考 电 压 的 选 取 主 要应考虑其能够在最大的工频过电压下可靠熄灭工 频续流电弧、能够耐受足够的能量冲击、能够满足绝 缘配合的要求。
日本有研究指出：线路避雷器动作后，线路避雷 器间隙能在１～２个工频周期内切断≤２Ａ 的工频续 流［２１］。工频续流期间的电流主要包括通过避雷器内 部电阻片 的 电 流 和 表 面 泄 漏 电 流。 研 究 表 明：不 同 污秽条件下，复合外套避雷器表面泄漏电流＞１Ａ 时 外表面闪络的概率较大；而表面泄漏电流＜０．５Ａ 时 基本不会出现外表面闪络。按设计的避雷器能够耐 受特定的污 秽 条 件 考 虑，复 合 外 套 表 面 泄 漏 电 流 应 ≤１Ａ，则避 雷 器 熄 灭 工 频 电 流 的 条 件 应 该 是 ：工 频 过电压下流过避雷器本体的电流应≤１Ａ。
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高电压技术 Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ