關于電力輸電線路防雷問題的探究

張華

摘 要：輸電線路是電力系統的主要組成部分，電力系統的安全性和可靠性直接影響著整個電網的運行情況。長期以來，輸電線路一直暴露于自然之中，總會遭到雷擊危害，而雷擊是線路跳閘的主要因素，由雷擊引起輸電線路的跳閘問題一直困擾著安全供電，因此，解決線路跳閘問題，保證電力輸電的順利運行，是現階段電力公司急需解決的問題。文章先對雷電進行概述，然后介紹了輸電線路防雷措施的原則，最后提出了電力輸電線路防雷安全措施，希望能保證電網的穩步、安全運行。

關鍵詞：電力；輸電線路；防雷；問題

目前，我國的輸電線路一般設置在山上或者視野開闊的地方，特別是一些架空的線路、超過110kV線路等。由于全球氣候特殊情況的加劇，這些地方特別容易出現雷電，尤其是在夏天，輸電線路的雷電事故頻繁。據相關學者的調查，夏天是多雷時期，出現跳閘的頻率多于其它時節，有些地方極其嚴重。雷擊引起的輸電線路跳閘次數占跳閘占跳閘總次數的一半以上。雖然，我國對輸電線路進行了相應的改進，雷擊引起的輸電線路跳閘次數有所減少，但是，我們應該從根本上重視雷擊跳閘，因為，雷擊會對輸電線路構成嚴重的威脅。

1 雷電概述

1.1 雷擊形式

輸電線路雷害主要有感應雷和直擊雷這兩種形式，其中直擊雷又包括繞擊和反擊兩種形式。大量的電網運行經驗表明：電壓超過110kV（包括110kV）的輸電線路雷害原因的分析主要依據經驗和故障現象，因此，很難做出準確判斷，這影響了有針對性的防雷安全措施的制定。通常郊區輸電線路由于地面周邊的空間電廠受山坡地形等條件的影響，其繞擊率是平原輸電線路的三倍，也可以形容為保護角增加8度。

1.2 雷電對輸電線路的危害

雷電具有突發性和劇烈性，能夠在瞬間產生巨大的磁場效應和熱電效應，另外，雷電自身具有較強的機械破壞能力，因此，雷電一旦擊中高壓輸電線路就會產生嚴重的電壓危害。目前，在電力調度運行系統中配備了具有較高集成度的電子設備，這些設備對雷電電磁脈沖的反應極特別敏感，如果輸電線路被雷擊中，瞬間形成超負載敏感過電壓磁波穿過輸電線路進入變電站，降低了變電設備的介電強度，破壞敏感電子器件，監控系統的保護裝置出現錯誤操作，導致設備跳閘，給電力變電的正常運行帶來嚴重的損壞。輸電線路被雷擊中后，產生的過電壓可達400kV，特別容易對35kV以下的線路構成致命威脅。其中直擊雷過電壓對電力設備的絕緣損害最大，這是因為直擊雷過電壓具有較高的峰值，破壞力較大，在輸電線路中可能引起絕緣子閃絡、燒傷、穿透，嚴重可能擊斷輸電線路導致停電。

2 電力輸電線路防雷原則

電力輸電線路中的雷電事故主要包括雷電直接擊中輸電線路、輸電線路出現閃絡、閃絡現象轉變成工頻電壓現象、輸電線路跳閘這四個階段，如果想做好輸電線路的防雷，則應從以上述四個階段為切入點，只要把握上述四個階段，就一定會降低雷電事故發生率。

（1）預防直擊：保證輸電線路不受直擊雷；（2）預防閃絡：保證輸電線路遭受雷擊后不出現閃絡；（3）預防轉變：保證輸電線路發生閃絡后不會轉變成工頻電弧；（4）預防停電：保證輸電線路中出現工頻電弧后電力仍持續供應。

3 電力輸電線路防雷安全防護措施

安全防護措施在電力輸電線路的防雷工作中具有重要的地位。輸電線路安全防護措施的制定是為保證輸電線路的安全、正常供電，防控雷擊事故的發生，這需要電力工作人員制定科學、有效、可行的安全防護措施。一旦發生雷擊事故，最大程度地避免輸電線路出現閃絡，從而降低跳閘率。

3.1 降低電路桿塔接地電阻

在電力系統中，通過降低接地電阻來提高輸電線路的防雷水平的效果優越于單純地增加輸電線路的絕緣。這主要通過增補地網和施放降阻劑這兩種方法來實現接地電阻的降低。在輸電線路設計過程中，不能保證全部測量所有桿塔的土壤電阻率，通常依據工作經驗和原來提供的數據，或者依據桿塔所在地段土壤電阻率的范圍進行設計。然而土壤的電阻值會隨著季節、氣候等的變化而變化。因此，有時候會出現實際測量的接地電阻值大于設計值，甚至大很多，無法滿足防雷要求。所以對輸電線路的土壤電阻率和接地電阻值進行定期測量，包括新建的輸電線路。

3.2 減少輸電線路繞擊概率

這個安全保護措施主要用來局部改善周圍物體對線路的屏蔽效果，從而減少被雷電擊中的機會，例如，減小保護角、使用負角保護針等。其中減小保護角由于受到桿塔結構的電力造價的束縛，對于一些平緩山坡、地形開闊區域，當避雷線的保護角度較大時可以使用這一方法，但要保證桿塔配有合格的接地裝置。在設計滿足繞擊耐雷水平的情況下，通常不會減小保護角或者使用負角保護；桿塔塔頂的避雷針應該滿足傳統防雷理論，但是如果安裝避雷針后桿塔遭雷擊的概率將增大，這可能增加反擊的可能性，在采用這一方法時還應保證桿塔接地電阻在10歐姆以下。這種方法只適用在輸電線路為繞擊事故或者地形決定輸電線路容易繞擊。

3.3 增加輸電線路避雷器

避雷器對輸電線路具有一定的防護作用，雖然不能完全防控雷電事故的發生，但是能降低災害程度。特別在雷電多發的地區，可以減少接地電阻，也可以安裝避雷器。避雷器屬于電阻范疇，它是非線性電阻，電力人員可以將避雷器和絕緣體安裝在電線桿上，能夠避免絕緣體出現閃絡。另外，一旦發生雷擊，避雷器能夠保護絕緣體，也保護了自然輸電線路。雖然，避雷器具有較好的防護作用，但是避雷器成本較高。因此，在安裝避雷器時，電力人員應全面考慮地形條件，選擇最理想的位置，保證價值最大化。

3.4 提高輸電線路的耐雷擊水平

輸電線路絕緣性直接影響著線路遭受雷擊的概率，因此，在日常工作中電力人員應加大對輸電線路絕緣體的檢查力度，保證絕緣體的質量達標，防止由于絕緣體質量問題引起輸電線路雷電事故的問題，影響電力的正常供應。如果輸電線路中安裝了絕緣體，電力部門也不能放松，應該遵循國家的相關規范進行檢查，一旦發現損壞的絕緣體應立即更換。另外，每次電力人員在檢查輸電線路后，均應統計絕緣體的損壞率，確保輸電線路達到電力供應標準。

3.5 架設避雷線

避雷線也被稱為架空地線，主要用來遮蔽導線對導線進行屏蔽，一旦發生雷擊，能將電流分成幾股，進而降低強電流對導線的干擾。一般，避雷線架設在導線的上面，主要用來保護導線，降低或者避免雷電事故。從安全方面考慮，110kV避雷線應沿著輸電線路完成鋪設。對于雷電多發的地段應鋪設兩條避雷線，加強避雷線的分流作用，避免輸電線路遭受雷擊后電流過大出現閃絡。

4 結束語

隨著科技的大力發展和社會的不斷進步，對輸電線路提出了更高的要求。然而電力輸電線路的防雷問題是一項長期、艱巨的工作。電力工作人員應深刻認識雷擊對輸電線路的危害，在實際工作中，全面分析輸電線路雷電事故原因，結合自己的工作經驗和理論知識，提出有效解決防雷問題的方法，制定相應的安全防護措施，保證輸電線路的安全，從而促進電網的安全、有效、穩步運行。

參考文獻

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