110kV架空輸電線路防雷技術與措施

蔡文戰

【摘要】由于架空線路絕大多數都建于曠野之中，而曠野之中又是雷電頻發的地區，一旦雷電直接擊中架空線路將會對輸電線路造成極大的不安全的影響，因此，對這些架空線路采取防雷的技術防護措施是十分必要的。

【關鍵詞】110kV架空輸電線路；防雷措施；防雷技術；雷電流波形；雷電流幅值

【中圖分類號】TM862 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01—0127-01

1 引言

110 kV的高壓架空輸電線路在野外的一個最常見的困擾就是常常會在遇到雷擊以后因過電壓的沖擊而跳閘。在多雨的季節，這種情況會頻頻出現，這就給用電的安全性與可靠性造成了極大的影響。為了解決這種困擾，電子工作者們對雷擊跳閘的防護措施進行了深入的探討與研究。雷擊跳閘在我國的南方由于年平均的雷暴天氣較多，因此，對于輸電線路的可靠性與安全性的影響極大。為有效減少雷擊損失，許多地區的電力系統都采取了一些防雷的措施，比如降低接地電阻的防雷法、提高線路絕緣的防雷法、負角保護的防雷法、耦合地線的防雷法等。這些防雷的方法各有所長，在防雷的實踐中都取得了一定的階段性成果。但是各有利弊，無法統一施行。目前在我國較多地區使用的是氧化鋅避雷器的防雷法，這種方法在我國的多個電力系統中都取得了較好的防雷效果。

2 雷擊的型式及危害

雷電對輸電線路的最主要的危害不外乎三種，一種是直擊雷，一種是非直擊的雷電感應過電壓，一種是由線路傳遞過來的雷電侵入波。雷電活動目前由于其具有較大的復雜性與隨機性，因此在科學上目前尚無對雷電的準確的測量，對其參數也不甚了解。所以僅能根據其危害進行避雷防雷方面的研究。由于輸電線路通常會高出其所在區域，那么在該區域發生的雷擊被輸電線路吸引過來的可能性就大大增加了。其中的直擊雷對于輸電線路的破壞最大，因為直擊雷的過電壓極高，破壞力超強，直擊在輸電線路上的直擊雷如果不采取任何防范措施的話，可以輕而易舉地破壞絕緣子，甚至還有可能擊斷導線。非直擊雷也會在線路上產生感應過電壓，對線路產生一定的破壞性。

3 防雷措施

防雷必須擁有較為先進的防雷、引雷設備與較為成熟的技術支持，安裝人員必須對雷電的破壞作用與防雷設施有足免的認識與了解。

3.1 運行管理

3.1.1 加強對防雷設備、設施的定期巡視

防雷的設備在安裝完成以后還需要電力系統的員工進行經常性的巡查工作，在巡查工作中不但要觀察避雷線是否出現斷裂，還要檢查接地的引下線與引上板以及連接金屬之間的連接是否良好，是否出現固定不牢與銹蝕的現象等。并要對安裝時間較長的避雷措施進行測量，測其接地電阻值是否可以達到設計的要求范圍之內。如果出現阻值無窮大，則說明引下線與接地裝置已經虛接或斷開。

3.1.2 定期對防雷設備、設施進行測試

必須對所轄工區內的雷暴天氣與避雷器的工作狀態進行詳盡的記錄。這些記當有助于人們對當地氣象的了解以及對避雷器的工作效果的驗證。通常避雷器在使用了均：左右必須電進行一次檢查。主要檢查其端部引雷處的銹蝕狀況以及絕緣子的變化情況等。還要測量避雷器與支撐部件之間的絕緣電阻值，并將這些阻值與近年的每一次測量進行比對，對確定其工作與各部件之間連接的可靠性。避雷器在工作了5年還必須進行一次停電以后的1mA直流電壓泄漏電流測試，以了解避雷器的有效性，如果已經出現了劣化則必須進行更換。

3.2 防雷設備、設施、技術

3.2.1 地線、引下線及接地裝置的防腐

110kV及以上架空輸電線路的防雷措施主要是通過架設架空避雷線，裝設接地裝置，通過引下線把雷電流釋放到大地，這也是我國目前在架空輸電線路上運用比較普遍的防雷措施。影響這種防雷措施的缺陷主要是架空避雷線、接地裝置、引下線銹蝕，這是自然因素，但可以人為地對其進行有效的預防和改善。新建設的線路防雷裝置應選擇熱鍍鋅的鋼絞線和圓鋼來裝設；銹蝕程序較微的線路防雷裝置應對其進行防腐處理，銹蝕程度較嚴重的應更換新的線路防雷裝置。參考國內一些地方的運行經驗，結合實際，對接地體引上處的防腐提出以下建議：

接地體引上處的防腐：接地體從土壤引上時，在地面表層與接地體接觸處最易銹蝕，這是因為地面表層處的接地體易受潮且暴露在外，與空氣中的氧氣接觸，接地體鐵部件在富氧和潮濕的條件下，極易銹蝕，特別是處于酸性土壤及低土壤電阻率粘土中的接地體以及長期由于受到化肥農藥侵蝕的稻田里的接地體。而超出地面部分的接地體雖然也與空氣中的氧氣接觸，但其受潮情況明顯優于地面表層處，所以這部分接地體不易銹蝕。入土后的接地體部分，土里的潮濕情況雖然嚴重，但該部位處于缺氧狀態，所以這部分接地體也不易銹蝕。用高標號水泥砂漿，給地面表層處的接地體做一個小型的保護帽，接地體保護帽應凸出地面表層適當高度，且要深入到土里適當的深度，不需要做得太大，以能起到保護作用為度。

3.2.2 降低接地電阻

在電力系統中，以盡量降低接地電阻來提高線路的耐雷水平，比單純地增加絕緣效果更好。降低接地電阻的措施主要有兩種方法：一是增補地網；二是施放降阻劑。線路設計時并不是每基桿塔的土壤電阻率都經過實際測量，一般是根據經驗以及過往提供的數據、或者是根據桿塔所在的某個地段土壤電阻率的范圍值而設計的。而土壤的電阻率也可能會隨季節、氣候等因素的變化而產生變化。

3.2.3 減小桿塔接地裝置中接地通道的接觸電阻

接地通道的接觸電阻既包括接地引下線或塔身的電阻、接地體引上板與接地引下線或塔身連接螺栓的接觸電阻，還包括架空避雷線與塔身之間連接金具的接觸電阻。

結束語

輸電線路常規的防雷保護措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數，為大幅度降低或消除線路雷害事故，必須采取更有效的新措施。而選擇加裝線路防雷用金屬氧化物避雷器可以防止雷直擊導線或雷擊塔頂、避雷線后絕緣子的沖擊閃絡，從而可以根本上消除線路雷擊跳閘。因此我們必須充分利用有限資金以求得最佳效益，應根據運行經驗，力爭較準確的選擇線路防雷避雷器的安裝地點。采取有針對性的綜合防雷技術措施，努力做好高壓架空輸電線路防雷保護的“四道防線”：防直擊、防閃絡、防建弧、防停電，達到減少輸電線路雷擊跳閘故障，提高供電可靠性的目的。

參考文獻

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