輸電線(xiàn)路雷害原因分析及防雷措施

林杰歡

廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東惠州 516000

輸電線(xiàn)路雷害原因分析及防雷措施

林杰歡

廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東惠州 516000

輸電線(xiàn)路近年來(lái)由于受自然環(huán)境不斷變化的影響，尤其是受雷暴天氣的影響較為嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示目前因雷擊所引發(fā)的輸電線(xiàn)路故障已經(jīng)占輸電線(xiàn)路故障發(fā)生總數(shù)的一半以上，并呈逐年遞增趨勢(shì)。為保障電路運(yùn)行的安全，必須對(duì)輸電線(xiàn)路雷害原因進(jìn)行分析，并采取有效地防雷措施加以預(yù)防。本文主要從輸電線(xiàn)路雷害原因及預(yù)防措施兩個(gè)方面加以論述。

輸電線(xiàn)路；雷擊；線(xiàn)路運(yùn)行

1 雷電與雷擊的簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)

雷電在種類(lèi)上一般可分為直擊雷、感應(yīng)雷和球形雷三種，雷電對(duì)輸電線(xiàn)路所造成的破壞主要是由雷電流產(chǎn)生的雷擊所引發(fā)的。然而雷擊主要是由兩種帶不同電荷的云相互撞擊所產(chǎn)生的，或是帶電荷的云層對(duì)大地產(chǎn)生的放電作用而產(chǎn)生的。架空輸電線(xiàn)路在附近出現(xiàn)對(duì)地雷擊時(shí)極易產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，當(dāng)帶電雷云停留在輸電線(xiàn)路上并進(jìn)行對(duì)地放電時(shí)，輸電線(xiàn)路上受靜電感應(yīng)影響所產(chǎn)生并積蓄的大量異性束縛電荷會(huì)在雷云放電的作用下掙脫束縛，以自由電荷的形式被釋放到輸電線(xiàn)路兩端。自由電荷的釋放無(wú)論是對(duì)高壓輸電線(xiàn)路還是低壓輸電線(xiàn)路都會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)伏的過(guò)電壓，給供電系統(tǒng)造成極大破壞。

2 輸電線(xiàn)路遭受雷擊跳閘原因

掌握輸電線(xiàn)路遭受雷擊的原因是進(jìn)行有針對(duì)性的防雷措施的前提，輸電線(xiàn)路遭受雷擊的具體原因主要來(lái)自四個(gè)方面，即線(xiàn)路絕緣子的50%放電電壓；有無(wú)架空地線(xiàn)；雷電流強(qiáng)度；桿塔的接地電阻。在雷擊作用下導(dǎo)致輸電線(xiàn)路跳閘的具體原因主要有繞擊和反擊兩種。

通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)與輸電線(xiàn)路的具體運(yùn)行實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致雷電繞擊發(fā)生的主要原因主要與輸電線(xiàn)路所處的具體地理位置，地形、地忙等自然環(huán)境，輸電線(xiàn)路桿塔高度以及避雷線(xiàn)對(duì)邊導(dǎo)線(xiàn)的保護(hù)角有關(guān)。通過(guò)比平地輸電線(xiàn)路了點(diǎn)繞擊發(fā)生機(jī)率相比較，山區(qū)地區(qū)雷電繞發(fā)生機(jī)率是平原的三倍。山區(qū)地形發(fā)雜，輸電線(xiàn)路架設(shè)不可避免存在跨度大，大高差等問(wèn)題，同時(shí)受山區(qū)地形影響山區(qū)多云雨天氣氣候，種種原因決定了山區(qū)雷電繞擊發(fā)生機(jī)率要較平原地區(qū)高得多。

輸電線(xiàn)路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線(xiàn)時(shí)，雷電電流流過(guò)塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時(shí)在相導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)輸電線(xiàn)路絕緣閃絡(luò)電壓值，即Uj＞U50%時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)與桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。

3 輸電線(xiàn)路防雷措施

在對(duì)雷擊導(dǎo)致的輸電線(xiàn)路跳閘故障發(fā)生的原因有了一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，便可以針對(duì)輸電線(xiàn)路所處不同方位的桿塔采取必要的防雷措施，現(xiàn)階段針對(duì)輸電線(xiàn)路采取的具體防雷措施主要有以下幾種：

第一，充分保障輸電線(xiàn)路的絕緣強(qiáng)度。輸電線(xiàn)路絕緣強(qiáng)度的高低直接決定著輸電線(xiàn)路抗雷水平的高低，二者呈正相關(guān)性。要想充分保障輸電線(xiàn)路的絕緣輕度就必須對(duì)零值絕緣子加強(qiáng)檢測(cè)工作，輸電線(xiàn)路的絕緣子一旦發(fā)現(xiàn)破損要及時(shí)更換；

第二，在輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)階段盡量控制桿塔避雷線(xiàn)保護(hù)角的角度。這種做法的主要原理在于避雷線(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)所產(chǎn)生的屏蔽強(qiáng)弱程度與輸電線(xiàn)路繞擊閃絡(luò)率成反比，所以通過(guò)對(duì)線(xiàn)路架設(shè)地形、路徑、塔形等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，對(duì)輸電線(xiàn)路避雷線(xiàn)角度的合理設(shè)計(jì)，是有效避免輸電線(xiàn)雷害的重要手段；

第三，在輸電線(xiàn)路經(jīng)過(guò)的適當(dāng)位置安裝避雷器。輸電線(xiàn)路避雷器對(duì)有效預(yù)防雷害有著非常明顯的效果，但受避雷器造價(jià)昂貴的影響，全線(xiàn)安裝避雷器根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，為此就要選擇雷擊發(fā)生幾率比較高的地段進(jìn)行避雷器安裝，實(shí)踐調(diào)查表明雷擊發(fā)生頻率較高的地段主要集中在雷擊區(qū)，即山區(qū)風(fēng)口地帶；四面環(huán)山的低洼盆地地帶；土壤電阻率較低地帶，這些地帶統(tǒng)稱(chēng)為雷暴走廊。在選擇安裝避雷器地點(diǎn)時(shí)，除了要對(duì)輸電線(xiàn)路所處地理位置，區(qū)域環(huán)境進(jìn)行綜合分析外，還要充分結(jié)合當(dāng)?shù)貧v年輸電線(xiàn)路遭受雷害的具體情況，只有這樣才能為避雷器選擇最合理的安放位置，充分發(fā)揮避雷器的防雷功效；

第四，降低桿塔的接地電阻，減少雷擊的發(fā)生幾率。輸電線(xiàn)路雷擊發(fā)生幾率與其接地電阻成反比，當(dāng)出現(xiàn)如下幾點(diǎn)狀況時(shí)，輸電線(xiàn)路的接地電阻會(huì)有所增加：一是，受自然因素影響，當(dāng)接地體被雨水沖刷，裸露在外無(wú)法與土地進(jìn)行接觸時(shí)；二是，化學(xué)降阻劑的使用，隨著時(shí)間的推移，化學(xué)降阻劑在外部環(huán)境的作用降阻能力會(huì)逐步消退，由此便會(huì)導(dǎo)致接地電阻被增大；三是，接地體受外力作用而造成破壞，導(dǎo)致接地電阻被增加；四是，由于施工當(dāng)中采用了化學(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定的降阻劑，接地體容易被腐蝕，尤其是在PH值小于7的土壤當(dāng)中接線(xiàn)體發(fā)生吸氧腐蝕與電化學(xué)腐蝕的幾率更高，腐蝕情況較為嚴(yán)重的容易導(dǎo)致腐蝕斷裂，出現(xiàn)桿塔“失地”現(xiàn)象。

輸電線(xiàn)路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)接地電阻檢測(cè)、對(duì)不合格電網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)挖檢查、及時(shí)修復(fù)破損地網(wǎng)、采用接地模塊或連續(xù)伸長(zhǎng)接地線(xiàn)來(lái)保證有良好的接地電阻。盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高輸電線(xiàn)路耐雷水平的基礎(chǔ)，是最經(jīng)濟(jì)、有效的手段。

4 結(jié)論

就輸電線(xiàn)路目前的運(yùn)行狀況來(lái)看，雷擊問(wèn)題一直是影響輸電線(xiàn)路平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。雷擊故障主要來(lái)自于天氣的變化，因此雷擊故障發(fā)生的隨機(jī)性比較強(qiáng)，要想在輸電線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中，有效防止雷害問(wèn)題的出現(xiàn)，就必須對(duì)引起雷害的原因進(jìn)行仔細(xì)分析，抓住防雷、抗雷的關(guān)鍵點(diǎn)。基于前文的論述，為防止和減少雷害故障，設(shè)計(jì)中我們要全面考慮輸電線(xiàn)路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)弱程度、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等情況，還要結(jié)合原有輸電線(xiàn)路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)運(yùn)行方式等，通過(guò)比較選取合理的防雷設(shè)計(jì)，提高輸電線(xiàn)路的耐雷水平。在運(yùn)行采用安裝線(xiàn)路避雷器，降低接地電阻等手段加強(qiáng)防雷。雷電活動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部門(mén)的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害帶來(lái)的損失降低到最低限度。

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1674-6708（2011）57-0061-01