淺談輸電線路防雷存在的問題及防護措施

【摘 要】本文根據作者的工作經驗， 對線路遭雷擊的桿塔接地進行檢查和測試， 掌握和了解了運行中存在的一些問題， 并對線路進行技術改造， 其中對一些年久線路進行全線更換接地體， 對一些重雷區域進行加裝避雷器， 這樣收到了一定的成效。

【關鍵詞】輸電線路；防雷；問題；防護措施

1 存在的問題

1.1 客觀存在的問題

由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性， 目前世界上對輸電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分， 再加上輸電線路處于大自然環境中， 遭受自然破壞可能性極大。此外由于現在觀測技術上的局限性， 還無法準確測量和捕捉到線路遭受的每一次雷擊的技術參數， 甚至還很難準確地區分每次線路雷擊故障的閃絡類型， 比如對輸電線路造成跳閘的主要原因是反擊還是繞擊等問題， 這造成在防雷措施上的針對性不強。

1.2 設計方面存在的問題:

1.2.1 檢查中發現我省在八十年代建造的110kV 及以下線路設計時均未提供土壤電阻率， 接地電阻設計值隨意性大， 有的線路整條線只有一個設計值， 允許值往往比實際值大許多。這些原始性因素一方面直接從源頭上降低了輸電線路的耐雷水平; 另一方面《架空送電線路的運行規程》規定， 線路接地裝置的改造是以設計的電阻值作為判斷的依據之一， 使原本可以降低的電阻值長期得不到解決。

1.2.2 因我省部份輸電線路處于山區， 線路上只有雙避雷線對線路的保護， 但由于山區大高差、大擋距， 也普遍存在保護角偏大， 避雷線對導線屏蔽效果不良等問題。

1.3 運行維護方面存在的問題:

1.3.1 因輸電線路不斷老化， 原有輸電線路接地電阻普遍較高， 在許多遭受雷害的輸電線路桿塔中， 普遍發現接地電阻值偏高的現象， 據分析， 有的是歷史因素造成的， 如高山土壤電阻率偏高， 設計參數不當， 施工不良; 而有的是多年運行后逐漸升高的， 如線路接地改造不到位、未能有效降低所致等。

1.3.2 線路桿塔接地也存在比較嚴重缺陷， 輸電線路接地裝置存在相當數量的不良缺陷， 如: 接地裝置年久失修、殘缺不全、接地電阻逐年增加、降阻劑嚴重腐蝕接地體， 這些損壞的接地裝置將導致耐雷水平嚴重下降， 甚至可使雷擊跳閘率成倍上升。運行中許多事例充分說明接地裝置不良與雷擊跳閘率升高有著直接的因果關系。

1.3.3 接地改造質量控制不嚴， 未達到預期效果， 接地裝置改造是一項隱蔽性的工程， 如果沒有實施中間環節的有效檢查監督， 而只作最后階段的象征性驗收， 往往要留下隱患， 如偷工減料、投機取巧等影響線路耐雷水平的不良手段就在所難免， 因此不少接地裝置改造并未收到實際的效果。

2 科學地運用好常規防雷技術措施

線路防雷保護首先在于抓好基礎工作， 目前國內外在雷電防護手段上并沒有出現根本性的變化， 很大程度上要依賴傳統的技術措施。對已投運的線路， 應結合地區的地貌、地形、地質以及土壤狀況與接地電阻的合理水平給出正確的評價， 找出可能存在薄弱環節或缺陷， 因地制宜地采取措施。目前主要的技術措施有:

2.1 加強線路的維護

根據季節的變化， 保證線路走廊有足夠的安全間隙。對大跨越、多雷區等特殊地區要按照《架空送電線路運行規程》做好維護工作。

2.2 加強線路的驗收

對于新投產的線路， 做好線路的驗收工作， 抽查接地體的埋深是否符合規程的要求， 射線長度是否達到設計的長度， 并建立桿塔接地電阻值、埋深、走向等原始技術臺賬。根據線路的新驗收規程， 我們對110kV 線路全線每基鐵塔的接地電阻進行測量， 使接地電阻值達到設計規程要求。

2.3 降低桿塔的接地電阻

線路的接地電阻與耐雷水平成反比， 根據各基桿塔的土壤電阻的情況， 盡可能地降低桿塔的接地電阻， 這是提高線路耐雷水平的基礎， 是最經濟、有效的手段。對于在運行中定期測量桿塔接地電阻值， 若其值大于30 歐的桿塔， 派人核實情況， 并及時列入整改計劃; 同時還規范了接地電阻測量方法， 保證測量的準確性。

2.4 增裝線路桿塔上氧化鋅避雷器

針對110kV 線路曾多次遭受雷擊桿塔的特點， 安裝110kV 避雷器共計50 多基桿塔， 大大改善了線路的雷擊跳閘概率， 效果比較顯著。從逐步安裝的情況來看， 在桿塔上安裝避雷器是一種行之有效的辦法。

2.5 裝設延伸接地線

在一些高土壤電阻率的地區， 改善接地裝置的措施是很困難的，應通過在地表面沿線路方向敷設與線路走向一致的延伸接地線， 以提高接地線與線路的電磁耦合和分流作用。

3 抓好防雷工作的關鍵點

在總結了我省輸電線路防雷工作存在的問題和如何運用好常規防雷技術措施的基礎上， 我們認為雷電活動是小概率事件， 隨機性強， 要做好輸電線路的防雷工作， 就必須抓住其關鍵點， 主要做法是:

3.1 突出目標管理， 限時消除隱患

對運行中發現問題較多的線路、雷擊頻發區段， 集中人力、資金進行全面整改，對部份110kV 及以上線路進行全線接地體重新敷設， 還結合110kV 線路桿塔基礎加固工程， 對桿塔接地體進行更換; 對于土壤電阻率較高的疑難地區的線路， 特別是要強化降阻手段的應用， 如增加埋設深度， 延長接地極的使用。

3.2 對線路頻發性雷擊區段采取有針對對性的措施

在山區送電線路不可避免地出現大跨越、大高差檔距， 是線路耐雷水平的最薄弱的環節; 一些地區雷電活動相對強烈， 使某一區段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。為此我們結合地區的特點， 研究制定詳細的防雷技術對策， 對頻發性雷擊的線路采取有針對性的措施， 如在線路部份桿塔上安裝避雷器也是一種有效的辦法， 這樣把有限的資金使用在刀刃上。

3.3 統一技術要求

對大跨越全高超過40 米桿塔接地電阻的要求， 在《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》與《電氣設備預防性試驗規程》的規定有所不同，一直是基建與生產交接的矛盾所在。對一些高土壤電阻率地區的大跨越全高超過40 米桿塔， 要強化技術手段的應用， 如增加接地射線的長度、根數或采用延伸接地等措施， 盡可能地降低桿塔的接地電阻， 力爭不超過相同土壤電阻率設計值的50%。

3.4 規范測試方法、積極采用防雷新技術

針對輸電線路桿塔接地電阻測量誤差較大， 給改造、事故分析造成偏差。組織了專業人員對現有的測試方法和儀器， 進行了系統的研究， 認為采用選擇性補償法測試的數據真實、可靠， 省公司發文統一規范測試方法， 要求各單位在新建線路的驗收、接地電阻改造和事故分析時應以此為準。