輸電線路的防雷技術措施

王利新

（新疆有色金屬工業集團千鑫礦業公司 富蘊 836100）

1 輸電線路的雷害原因分析

10kV架空線路為裸導線架設，架空線路多在林帶、山區中穿行，一遇雷雨天氣，極易造成導輸電線路線雷擊跳閘，造成大面積停電，增加維修工作量，縮短設備的使用壽命。給群眾的生產、生活帶來不必要的經濟損失。同時，還要投入大量的人力物力，定期組織人員清理樹障。供電的安全性得不到保證，影響城市、企業的發展和經濟的提升。

山區雷雨季節輸電線路遭受雷擊的次數多，因遭受雷擊輸電線路的跳閘事故增多。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。這種過電壓可分為直擊雷過電壓和感應雷過電壓。直擊雷的過程是：帶電的雷云接近線路時，雷電流沿空中通道注入雷擊點，以波的形式分左右向兩側桿塔地網泄瀉，引起直擊雷過電壓；感應雷是當雷擊于線路附近地面時，在雷電放電的先導路徑中充滿了電荷，它們對導線產生靜電感應，在先導路徑附近的導線上積累大量的異號束縛電荷，當雷擊大地后，主放電促使先導路徑中的電荷被迅速中和，這時導線上的束縛電荷轉變為自由電荷，向導線兩側流動。由于主放電速度很快，所以導線中的電流也很大，感應電壓波就會達到一個很大的數值。輸電線路所經之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長，遭遇雷擊的機率較大。輸電線路收到雷擊以后，產生的沖擊波能夠沿著輸電線路進行傳輸，從而在線路周圍引發瞬變高電場。即在電場的作用下，電介質中一些帶電質點的移動速度和積聚數量達在到一定程度的情況下，迫使電介質失去絕緣性能，從而導致導電通道的產生。

2 防雷的原則

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的變化，很大程度上要依賴傳統的技術措施，只要運用得好，仍然是可以信賴的。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。

3 防雷措施

在確定輸電線路的防雷方式時，應全面考慮線路的重要程度、系統運行方式、線路經過地區雷電活動的強弱、地形地貌特征、土壤電阻率的高低等條件，并結合當地已有的線路的運行經驗，進行全面的技術經濟比較，從而確定出合理的保護措施。

3.1 合理選擇輸電線路路徑

輸電線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區，或稱為易擊區。線路若能避開易擊區，或對易擊區線段加強保護，則是防止雷害的根本措施。

3.2 接地裝置的處理

(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。在雷擊多發區域，主網線路桿塔接地電阻應保證小于10Ω，山區也應小于15Ω。在雷雨季節前，對雷擊多發區域線路應按規程要求的方法，進行桿塔接地電阻測量。

(2)接地裝置埋深，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。重點檢查接地裝置的埋深、接頭和截面的測量，對不合格的及時進行處理。

(3)降低桿塔接地電阻，還需要確保輸電線路的地線、接地引下線、地網相互之間的良好連接。

3.3 采用絕緣避雷線防雷

輸電線路的避雷線除用作防雷外，還有多方面的綜合作用，如實現載波通信；降低不對稱短路時的工頻過電壓、減小潛供電流；作為屏蔽線以降低電力線對通信線的干擾等。

3.4 架設避雷線

架設避雷線對輸電線路的防雷保護有重要的作用。避雷線能夠有效的防止雷電直擊在導線上，避雷線的作用主要有：減小通過鐵塔的雷電流，降低塔頂電位；通過耦合作用降低絕緣子電壓；通過對導線的屏蔽能夠降低導線的感應過電壓。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：

分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低桿頂電位；通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。

通常來說，線路的電壓越高，采用避雷線的效果越好，而且避雷線在線路造價中所占的比重也越低。因此，110kV及以上電壓等級的輸電線路都應全線架設避雷線。

3.5 安裝避雷針

安裝避雷針是輸電線路常用的一種防雷措施。

由于避雷針的引雷作用，就會提高雷擊次數，當雷電被吸引到針上，在強大的雷電流沿針而流入大地過程中，雷電流周圍形成的磁場會產生截應過電壓，它與雷電流的大小及變化速度成正比，與雷擊的距離成反比。而被保護物的自然屏蔽裝置對電磁感應或電磁干擾的屏蔽作用，不能達到有效屏蔽，使被保護區內的弱電設備因感應過電壓而損壞。

3.6 加強線路絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越高桿塔(如：跨河桿塔)，這就增加了桿塔落雷的機會。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較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數，加大大跨越檔導線與地線之間的距離，以加強線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔等沖擊閃絡電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率。

3.7 藕合地埋線

藕合地埋線可起兩個作用，一是降低接地電阻，《電力工程高壓送電線路設計手冊》指出:連續伸長接地線是沿線路在地中埋設1～2根接地線，并可與下一基塔的桿塔接地裝置相連，此時對工頻接地電阻值不作要求，它是降低高土壤電阻率地區桿塔接地電阻的有效措施之一。二是起一部分架空地線的作用，既有避雷線的分流作用，又有避雷線的藕合作用。

3.8 裝設自動重合閘裝置

由于線路絕緣具有自恢復性能，大多數雷擊造成的閃絡事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此，安裝自動重合閘裝置對于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據統計，我國110kV及以上的高壓線路重合閘成功率達75%～95%，35kV及以下的線路成功率約為50%～80%。因此，各級電壓等級的線路均應盡量安裝自動重合閘裝置。

3.9 加強雷電監測

雷擊閃絡中單相閃絡機會最多，閃絡地點也是一基桿塔比較多見，但有時也有連續幾基同時閃絡，或相隔幾基閃絡的。所以，故障巡查時，不能只查到一個故障點就結束故障巡視，而應把全區段查完。對110kV及以上輸電線路可以應用雷電定位系統，雷電定位系統是一種全自動實時雷電監測系統。當線路發生雷擊跳閘時，雷電定位系統能準確定位雷擊桿塔，幫助巡線人員及時查找故障點，大大節省巡線人員的故障巡視時間，使線路及時恢復供電，確保線路的供電可靠性。同時，通過對雷電定位系統的統計分析，能及時掌握雷電活動的規律、特性和有關數據，為做好防雷工作提供保證。

4 結束語

做好電力輸電線路的防雷工作，不僅能夠提高線路本身供電的可靠性，還能確保發電廠、變電所的安全運行。提高線路防雷水平，減少雷擊跳閘，防止電力設備受雷擊而損壞，對電力系統的可靠、穩定供電有重要的意義。確保線路防雷水平的提升對電力系統而言是必不可少的。雷電活動是一種復雜的大自然現象，目前沒有哪種防雷措施能夠起到絕對防雷作用，即使比較成熟的防雷措施，也只能是相對降低雷害概率，減少線路雷擊跳閘次數。為大幅度降低或消除雷害事故，必須在實踐中探索，不斷積累運行經驗，完善輸電線路的防雷措施，采取更有效的防雷措施。影響輸電線路雷擊跳閘率的因素很多，有一定的復雜性，解決線路的雷害問題，要從實際出發，因地制宜，綜合治理。在采取防雷改進措施之前，要認真調查分析，充分了解地理、氣象及線路運行等各方面的情況，核算線路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、難度、經濟效益及效果等，最后來決定準備采用某一種或幾種防雷改進措施。