探究220kV線路防雷技術

萬教智

【摘要】隨著我國經濟的不斷發展與進步，人們的生活質量也得到了較大的進步與提升，各項生產活動對電能的需求量也在不斷增加。供電企業為解決用電緊張的問題，新架設了許多高壓書電路，但是電力系統特別是超高壓類型的輸電線路極易受到雷電過電壓的影響，這對供電的可靠性、安全性以及穩定性帶來了極大的威脅，要解決這一問題必須要強化對線路防雷技術的研究，保障供電線路的安全。

【關鍵詞】220kV線路；雷擊跳閘；防雷技術

【中圖分類號】TM863 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0075—02

220kV線路在雨季極易遭到雷擊而引發故障跳閘現象，嚴重影響了輸電線路的安全性與可靠性。220kV輸電線路經過地區的氣候、地貌、地形和線路的絕緣以及防雷設計的差別也會使雷擊所引發的線路故障率存在著較大的差距，而雷電活動和地球的大氣環境的變化有密切的關系，并且有著極強的隨機性以及分散性，只有經過長時間的觀測以及分析，才能夠對某個范圍或者某個地區雷電活動的相關規律有一個全面的掌握。

一、雷電過電壓的主要分類

按照過雷電過電壓的相關理論，輸電線路中存在的雷電過電壓現象主要有兩種，一種是雷擊現象出現在架空線路的附近，通過靜電感應或者電磁感應來使輸電線路產生雷電過電壓的現象，這種一般被稱作感應雷過電壓；還有一種是雷電直接擊在輸電線路上，這種稱作直擊雷過電壓現象。感應雷過電壓現象發生的原因主要是，雷電放電先導通道中含有大量的電荷，極易對周圍的輸電導線發生靜電感應現象，這樣就會使導線上積累大量的束縛電荷，并且把極性相反的電荷排斥到比較遠的一端。在雷擊過大地之后，先導通道里的電荷就會被瞬間中和，致使導線上帶有的束縛電荷也變為自由電荷并形成電流波。而直擊雷過電壓又可以分為反擊雷、繞擊雷以及雷擊在避雷線的中央三種。

二、220kV線路遭受雷擊引發跳閘問題的主要原因

220kV線路遭受雷擊帶來跳閘現象的原因有多重也極其復雜。人們只有對實地情況進行充分的調研與分析并拿出能夠令人信服的相關數據資料，才能夠把握住雷擊的特點并找出其內在的規律，進而有針對性地提出應對建議以及措施。一般來說，調研的內容主要由閃絡塔桿的塔桿型式、絕緣子的型式、塔桿絕緣的等級、每次塔桿接地的電阻測試值以及與中心城市的距離等組成。在調研的過程中只有做好對這些信息的分析工作與和過去運行經驗的比較工作，才能夠找出220kV線路遭受雷擊的一些趨勢性以及規律性的影響因素。

（一）空氣污染

隨著我國工業的不斷發展以及現代化交通工具的使用，致使城市的空氣污染程度在不斷加劇，空氣被污染之后大氣所含的離子濃度也急劇增加。而城郊或者農村地區的空氣污染程度較輕，大氣中所含的離子濃度也相對較低，這樣在城鄉的結合處就會出現冷熱氣流交匯現象，在下雨天氣就該地區發生雷電事故的概率就會大大增加。

（二）氣候因素

近幾年，隨著世界經濟水平的不斷提高，溫室效應也在逐漸加劇，雖然雷電活動的數量并沒有發生比較明顯的變化，但是雷電活動的強度卻大大增強，據相關人士分析，雷電活動強度的增大和全球氣候的變化有很大的關系。但是目前氣象臺對雷電的統計還主要是以觀測站的人耳聽聲為主，因此，不能夠更加科學與準確地來判定雷電活動的強弱。如果我國的雷電定位系統可以有效發揮其作用，那么就可以為人們提供準確的雷電流強弱以及特定時間特定地區雷電流的密度及概率等雷電活動的相關數據，為人們的工作提供必要的參考依據。

（三）閃絡塔桿自身的接地電阻可能存在著偏高的問題

閃絡塔桿自身接地電阻的大小對雷擊塔桿時所帶來的過電壓的高低有著極其重要的影響，但是人們對閃絡塔桿所具備的接地電阻的大小并沒有一個細致的了解與掌握，再加上測試設備自身存在的質量問題以及測試的方法以及時間等的影響，致使人們所測得的接地電阻的數值與實際數值之間存在著較大的差距。另外，人們對閃絡塔桿所據別的接地電阻的安全值界定得是否合理、其是否能夠適應季節、環境以及雷電強化的變化等也沒有一個全面清晰的了解。人們所測得與規定的各項數據一般是在線路竣工時得來，致使不能依據其來準確地分析當下的具體情況。

（四）合成絕緣子

線路的各個瓷絕緣子之間是用金屬連接件來連接的，在理論上可以使絕緣子表面的電場更加均勻。一般來說，合成絕緣子整體都是絕緣芯，因此，其表面電場的分布在理論上較瓷絕緣子要差，這樣在雷擊閃絡之后整個絕緣子表面的工頻建弧率就會大大提高，進而帶來斷路器跳閘現象。另外，如果絕緣子的爬距是按照原污穢的等級進行選擇的，那么在情況發生變化后就可能因為塔頭的間隙不足湖綜合裕度不夠而引發雷擊跳閘現象。

三、220kV線路的防雷技術

目前國內外降低220kV線路的雷擊跳閘率的主要技術手段有以下幾種：裝置感應地線、采用合成的絕緣子、加強絕緣、運用雙避雷線、降低塔桿上的接地電阻以及加裝可控式放電避雷針和線路避雷器等。

（一）對220RV線路架設耦合地線的相關研究

要提高220kV線路的防雷技術使220kV線路遭受的雷擊跳閘率大大減少，可以運用在導線的附近或者下面加掛耦合線的方案進行解決，特別是在塔桿所具備的接地電阻比較大或者塔桿所處的地質條件比較差時，使塔桿所具備的接地電阻降低是非常困難的，而通過加掛耦合地線也就是架空地線的方法可以在雷擊塔桿時起到耦合作用和分流作用，這樣就會使塔桿的絕緣子串上承受的電壓大大降低，進而使220kV線路的耐雷水平得到有效提高，大大降低220kV線路輸電過程中的雷擊跳閘率，不斷提高輸送電的安全性、可靠性以及穩定性。

（二）線路避雷器的主要運用

不管是理論計算與分析還是實踐都能夠證明，把線路避雷器運用到降低接地電阻比較困難、雷電活動比較強烈以及土壤電阻率較高的線段，能夠使220kV線路的耐雷能力大幅度的提升。近年來，日本的Kansia電力企業以及美國的GE和AEP企業等均在雷電活動比較嚴重的區域的輸電線路上設置了線路避雷器，并且還取得了比較理想的運行效果。另外，在我國的某些經濟比較發達但是雷電現象較多的地區比如華東、廣東等也在其部分220kV線路安裝了線路避雷器，以這些地區為試點來推廣線路避雷器的使用。

（三）可控式放電避雷針的使用

某些雷電理論把雷云對各種地面物體的放電方式分為上行雷閃與下行雷閃兩種。上行雷閃所帶來的放電電流的陡度較低并且幅值較小，一般來說并不會產生繞擊現象；另外，上行閃電還具備一個比較顯著的特征，即上行先導對各種地面物體有一定的屏蔽作用，這樣就可以使放電過程中地面物體所承受的感應過電壓大大減輕。而下行雷閃的陡度一般較高并且雷電流的幅度也較大，對220RV線路帶來的危害也相對較大。而可控式放電避雷針在使用的過程中可以按照上行雷閃的主要特點，經過某種結構的具體設計使其可以在需要的時候把針尖出的電場強度迅速提高，并瞬間產生大量的放電脈沖，這樣就可以有效引發上行雷閃進行放電，進而達到保護220kV線路的目的。

（四）塔桿降阻

通過計算顯示出，塔桿自身所具備的接地電阻的大小對雷擊跳閘率的高低有直接影響，因此，要降低雷擊塔桿所引發的跳閘率必須要使塔桿自身所具備的接地電阻不斷降低。目前我國塔桿降阻的主要方式有以下幾種：合理地使用降阻劑；引申接地，也就是把塔桿接地有效引申到周圍的接地電阻位置；把接地連續延伸，也就是對相鄰的塔桿實施地下連接處理；還可以使水平接地體的根數以及長度有效增加等。

結束語

220kV線路防雷技術的研究使一項長期并且比較艱苦的工作，只有具備比較完成的理論知識以及先進的研究手段才能使220kV線路的防雷技術有所突破。另外，還要求研究人員在開展工作的過程中必須要綜合考慮各種影響因素，并且要積極深入實際收集大量的樣本，同時還要注意對過去的運行經驗進行必要的積累與總結，用理論知識來指導實踐，并且不斷用實踐經驗來豐富理論知識，通過技術人員以及研發人員的共同努力來研發防雷技術。

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