淺析高原地區輸電線路防雷措施的應用

摘 要：青藏高原地形地貌復雜，晝夜溫差大，冷暖空氣交替頻繁，加之高原上云層相對較低，因而在夏秋季節常常形成雷暴云等現象，雷暴云的放電即為雷電，雷電對輸電線路、變電站（所）及發電廠等危害極大，常影響到工農業生產和城鄉居民的生活。做好輸電線路的防雷工作，不僅可以提高輸電線路本身的供電可靠性，而且可以使變電所，發電廠安全運行得到保障。

關鍵詞：高原地區 輸電線路 防雷措施 安全運行

中圖分類號：TM621.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0112-01

1 雷害原因及其危害

輸電線路雷擊閃電是由雷云放電造成的過電壓通過線路桿塔建立放電通道，導致線路絕緣擊穿，可分為直擊雷過電壓和感應雷過電壓。輸電線路感應雷過電壓最大可達到400 kV左右，它對35 kV及以下線路絕緣威脅很大，但對于110 kV及以上線路絕緣威脅很小，110 kV及以上輸電線路雷擊故障多由直擊雷引起，并且同接地裝置的完好性有直接的關系。

2 架空電力線路防雷措施

輸電線路在確定線路防雷的方式時，應綜合考慮系統的運行方式、線路電壓等級和重要程度、線路經過地區雷電活動的強弱、地形地貌特點、土壤電阻率等自然條件，并參考當地原有線路的運行經驗，經過技術經濟比較，采取合理的保護措施。

2.1 架設避雷線

避雷線的作用主要是防止雷直擊導線，避雷線的架設在一定程度上降低了導線上的感應過電壓，但不是完全消除，這就要求安裝避雷器來將雷電流泄放到大地，從而限制過電壓，保障輸電線路及設備的安全。

2.2 加強線路絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越桿塔，這就增加了線路的落雷機會。高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也就越大。為了降低線路的跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串的片數，加大大跨越檔導、地線之間的距離，以加強線路的絕緣。

2.3 桿塔接地

在土壤電阻率低的地區，應充分利用桿塔的自然接地電阻。在高土壤電阻率地區降低桿塔的接地電阻比較困難時，可采用多根放射形接地體，或連續伸長接地體，或配合使用降阻劑降低接地電阻。（1）高壓輸電線路耐雷水平隨桿塔接地電阻的增加而降低。電壓等級越高，降低桿塔接地電阻的作用將變得更加重要。對土壤電阻率較高地區，應選擇更換接地網形式和置換土壤的方法，達到降阻。（2）接地裝置埋深，要求大干0.6 m，采用增大截面的接地引下線，引下線（熱鍍鋅）表面要進行防腐處理。（3）降低桿塔接地電阻，還需要確保架空地線、接地引下線、地網相互之間的良好連接。

2.4 利用導線三角形排列的頂線兼作防雷保護線

在頂線絕緣子上裝設保護間隙，在線路頂線遭受雷擊，出現高電壓雷電波時，間隙被擊穿，雷電流便暢通地對地泄放，從而保護了下面兩根導線，一般線路不會引起跳閘。

2.5 裝設自動重合閘裝置

運行經驗證明，電力系統中有不少短路事故都是瞬時性的，特別是架空線路由于落雷引起的短路，在繼電保護動作、斷路器跳閘切斷電源后，故障點的電弧很快熄滅，絕緣會自動恢復。這時如能將斷路器自動重新投入，電力線路將繼續保持正常供電。因此，各級電壓等級的線路均應盡量安裝自動重合閘裝置。

3 防雷措施在實際中的應用

以西藏旁多至嘉黎110 kV輸變電工程為例，由于線路經過地區的年平均雷電日為90天，屬強雷區。防雷保護從塔型設計、絕緣配合、降低接地電阻等方面共同采取相應的措施，降低雷擊跳閘率。線路全線架設雙地線，地線直接接地，所選桿塔中地線對邊導線的保護角不大于15°，雙回路地線保護角不大于0°，且鐵塔的兩根地線之間距離不超過地線與導線垂直距離的5倍。在氣溫為15°無風條件下，檔距中央導線與地線的間距均滿足S≥0.012L+1 m的要求；大檔距的導線和地線的距離還需滿足S≥ 0.1Im要求。上式中：L：檔距（m）；S：導、地線間距離（m）；I：大檔距雷擊檔距中央地線時的耐雷水平（kA），取110 kA。導線與地線間距離按上述公式計算，取其較小者。由于沿線地區雷電活動較強，事故跳閘率中雷擊跳閘率基本上占首位。因此在線路路徑選擇中盡量優化路徑，避免鐵塔立于易受雷擊處。為便于變電站接地電阻的準確測量，進出線檔靠構架側地線耐張金具串加裝一片XDP-70CN型無裙絕緣子與變電站接地網隔開。正常運行時，需采用接地線將其短接。接地體采用Φ10鍍鋅圓鋼，引下線采用Φ12鍍鋅圓鋼，為了加強防腐，接地引下線及接地體均要求熱鍍鋅處理，且不得外露過長。接地采用四點引下，接地線與鐵塔可靠連接。為了可靠分流，每基鐵塔的地線連接處均需要采用另外一根專用接地線通過專用的接地端子與鐵塔可靠相連。變電站進出線段2 km范圍內接地電阻不大于10Ω，且桿塔的耐雷水平大于110 kA。其它地帶桿塔的接地裝置按不同的土壤電阻率選配按規程要求的接地電阻值，雷季干燥時，每基桿塔的工頻接地電阻不宜大于表1。

對于土壤電阻率特別高，接地電阻難于降低至要求值的塔位，為減小接地電阻，有針對性地選用物理低阻接地模塊以有效降低雷擊跳閘率。

4 輸電線路防雷裝置的運行維護

一般情況下線路架設的避雷線和耦合地線的保護角是不會變化的，因此桿塔的接地電阻是保證線路耐雷水平的關鍵。按規程要求：每五年對全線桿塔接地電阻遙測一次，每兩年對變電站進出口1～2 km的接地電阻遙測一次，發現不合格的及時更換處理。同時處理好接地裝置的接地體和接地線的銹蝕問題，保證耐雷水平。在線路防雷設施的巡視維護中，著重檢查絕緣子，避雷器，接地裝置連接線，接地端焊接頭，保護間隙等。

在做好防雷裝置運行維護工作的同時，還應對線路的雷害跳閘事故作調查分析，把每一次雷害事故原因調查清楚，形成報告，并進行綜合分析，明確問題所在，以便制定出更有針對性、有效性的防雷措施，確保電網安全運行。

參考文獻

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