特高压变电站雷电侵入波防护策略

与高压、超高压变电站相同，特高压变电站防雷电侵入波的基本思路也是：装设金属氧化物避雷器（MOA）是限制变电站雷电侵入波过电压的主要措施；另外，为避免MOA负担过重（流过的冲击电流过大），还需要“进线段保护”与之配合。

1）MOA保护

变电站的MOA保护包括避雷器的雷电冲击保护水平的选取、避雷器的安装位置和数量的确定。其中，避雷器的雷电冲击保护水平主要由避雷器的制造水平决定。在避雷器雷电冲击保护水平已定的前提下，合理确定避雷器的安装位置及数量就显得尤为重要。

中国特高压标准规定，变电站一般宜在每一主变压器和每段母线上装设1组避雷器。在每回线路的入口处装设1至2组避雷器，避雷器的位置和数量应通过雷电侵入波过电压计算确定。

经计算分析，本书推荐特高压变电站MOA典型布置方式（该方案在实际应用时也应通过数值计算加以校核）如下：

（1）各回线路的入口处安装两组MOA，其中一组靠近高抗，另一组宜装于CVT和GIS套管之间，并尽量靠近GIS（防止单线方式下的断路器断口间的绝缘击穿事故）；

（2）各变压器旁分别安装一组MOA；

（3）各段母线分别安装一组MOA。(www.xing528.com)

2）进线段保护

进线段保护是指在变电站进（出）线段上加强防雷措施，如减小进线段的杆塔接地电阻、减小避雷线保护角和安装线路型避雷器等。由于对特高压变电站安全运行构成威胁的雷电侵入波一般是由近区雷击而引起，进线段的耐雷性能直接关系到雷电侵入波对变电站的危害程度，因此，加强进线段保护是必要的。

进线段保护主要有两个作用：①减少进线段上绕击或反击的出现次数，从而尽量降低在进线段上产生的危险雷电侵入波数量；②降低进线段的最大可绕击电流Imax的幅值，提高反击耐雷水平，从而限制流过MOA的冲击电流幅值。

中国特高压标准GB/Z24842-2009《1000kV特高压输变电工程过电压和绝缘配合》规定，2km架空进线段范围内应采取措施减少雷电绕击和反击导线的概率，反击耐雷水平宜不小于250kA。架空地线保护角平原宜小于-4°，在条件允许的情况下山区宜进一步减小；线路耐张转角塔地线对跳线的保护角宜小于-4°，也可采取其他措施保护。另外，当单回线路进线段杆塔上两根地线之间的距离超过导线与地线垂直距离4倍时，应增设第三根地线以防止雷电绕击中相导线。

对于中国特高压交流试验示范线路工程，变电站雷电侵入波过电压由进线段绕击引起。为降低绕击侵入波危害，进线段采用了负保护角（＜-4°）的酒杯塔，并为防止雷电从两避雷线间绕击导线而架设第三根避雷线，详见图8-33。

图8-33　中国特高压交流试验示范线路进线段杆塔塔头图示

经计算分析，本书推荐特高压线路进线段架设三根避雷线。架设三根避雷线不仅可以降低中相导线遭受绕击概率，甚至可以完全避免中相导线遭受绕击；该措施还允许两侧避雷线外扩，减小保护角，从而降低外侧导线的最大可绕击电流幅值，有利于降低绕击侵入波的幅值。另外，架设三根避雷线还可进一步提高线路的反击耐雷水平，对防反击侵入波也是有利的。总之，架设三根避雷线不但对防绕、防反击侵入波均有利，而且投资较小，应该也是值得推荐的一种新颖线路防雷设计思路，它尤其适用于大塔头线路进线段或超/特高压大塔头、高杆塔线路。