輸電線路防雷問題研究

杜少華

摘 要：架空輸電線路的防雷是電力系統(tǒng)防雷工作的重要方面，常用的防雷措施有：架設(shè)避雷線，安裝避雷針，加強線路絕緣，升高避雷線減小保戶角，裝設(shè)消雷器，降低桿塔接地電阻。解決線路的雷害問題要從實際出發(fā)因地制宜，綜合治理。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷；避雷線；消雷器；接地電阻；絕緣子

當(dāng)今，電力系統(tǒng)已經(jīng)無處不在，而架空輸電線路是電力網(wǎng)以及電力系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)實中的架空輸電線路大多數(shù)是建立在山區(qū)當(dāng)中，因此會受到很多環(huán)境因素的影響，而其中雷擊的損害最為嚴(yán)重，所以防雷工作就顯得尤為重要

多次對輸電線路受到雷擊的現(xiàn)象分析，歸納出如下特點：

（1）輸電線路受到雷擊后會遵循一定的客觀規(guī)律，雷擊后的桿塔發(fā)生絕緣子閃絡(luò)并且相對集中，區(qū)段比較分明。

（2）地形的因素對輸電線路的雷擊有直接的關(guān)系，遭受雷擊的次數(shù)與地形的高低沒有直接的關(guān)系。

（3）電壓等級越高，線路發(fā)生繞擊的可能性越大。

（4）輸電線路的耐雷水平低，輸電線路會更容易發(fā)生跳閘。

以上就是輸電線路發(fā)生雷擊的幾種特點，根據(jù)這幾種特點我們能夠有效避免一些不必要的損失。

有很多人或許還知道架空輸電線路遭受雷擊到底是如何形成的，雷擊事故的形成基本上分為四個階段：輸電線路遭受雷擊后會產(chǎn)生電壓，從而輸電線路發(fā)生閃絡(luò)；隨后紅素電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓，線路就會跳閘，供電停止。這四個階段就會發(fā)生雷擊事故，同時我們也應(yīng)該對應(yīng)著這四個階段做出相應(yīng)的措施，這樣我們才能達到最小的事故損失。

為了防止輸電線路遭受雷擊，有很多時候我們會做一些絕緣措施，但是有時候也會發(fā)生雷擊斷線。為了防止雷擊斷線，我們采用的主要措施為疏導(dǎo)和堵塞兩種。我們將絕緣子附近的數(shù)次按線路裸線化來進行疏導(dǎo)，目的是使工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移或固定在特制金具上燃燒，從而保護了輸電線路不至于損壞。在國外，設(shè)計師一般會把閃絡(luò)保護型線夾，防弧線夾或電鉗位絕緣子安裝在絕緣子和導(dǎo)線的連接處。所謂堵塞就是限制過電壓的電幅以阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧。例如為了降低工頻電弧建弧率，我們通常采用過電壓保護器延長雷擊閃絡(luò)路徑等方法。

當(dāng)過電壓保護器采用氧化鋅避雷器和外間隙組合時，串聯(lián)外間隙對線路的正常運行有隔離作用，避雷器無法持續(xù)工頻電壓并且會處于休息狀態(tài)。與此同時，在一定幅值的雷擊過電壓作用下，串聯(lián)間隙動作后避雷器本體才會處于工作狀態(tài)下。根據(jù)上述所說，過電保護器可以有效地提高線路的運行水平，因為它有良好的防雷性能和可靠性。

工程師設(shè)計輸電線路防雷是為了提高線路的耐雷水平，減少線路雷擊跳閘次數(shù)。在確定輸電線路防雷方式之前，我們應(yīng)該全面考慮系統(tǒng)運行方式，線路的重要程度和調(diào)查線路經(jīng)過的地區(qū)的雷電活動的強度，測量土壤電阻率的大小，并且結(jié)合線路經(jīng)過地區(qū)原有線路的運行經(jīng)驗。總而言之我們要因地制宜，才能采取合理的有效措施。

為了防止輸電線路遭受雷擊還有許多其他的辦法，避雷線在架空送電線路的防雷措施中具有很大的作用，也是最基本的防雷措施之一。避雷線的主要功能就是接受雷電，防止雷電擊中輸電線路導(dǎo)線。雷擊桿塔頂部時避雷線會對雷電流進行分流，從而以減少流入桿塔的雷電流，降低桿塔的點位。根據(jù)多年的線路運行經(jīng)驗，避雷線防止雷電直擊導(dǎo)線的效果更適合于平原地區(qū)。由于地形地貌影響，在山區(qū)就會經(jīng)常出現(xiàn)繞擊側(cè)擊反擊等避雷線屏蔽失效的現(xiàn)象。

減小保護角，減少繞擊率對于山區(qū)這種繞擊區(qū)來說是最有效最經(jīng)濟的手段。但是考慮到桿塔尺寸的限制及停電實施困難等因素的影響，在山區(qū)中對桿塔減小保戶角的方法的可能性較小。因此這項工作應(yīng)在線路的設(shè)計初期就開始進行。

除了避雷線和減小保戶角之外，我們還可以通過加強絕緣來提高桿塔耐雷水平，加強絕緣就是在各種條件允許下，在每串絕緣子增加1-2個絕緣子。雖然加強絕緣可以有效的提高輸電線路的耐雷水平，但是當(dāng)桿塔接地電阻比較大時，改進接地電阻的方法對輸電線路的耐雷水平的提高效果更為顯著。例如在桿塔接地電阻5-30時，加強絕緣可以使雷電反擊跳閘率降低為原來的53.6%-70.7%。由此可見，降低接地電阻加強絕緣會有效的降低雷擊跳閘率。

由上可見，線路耐雷水平會隨著桿塔的接地電阻的增大而降低，所以我們可以采用降低桿塔接地電阻的方法來防止反擊。進行接地電阻測試時，我們必須保證接地螺栓要擰緊，螺栓的松動會造成接觸電阻增大，從而使接地電阻出現(xiàn)電阻變大的現(xiàn)象。為了能夠保護雷擊，也可以在輸電線路上加裝一個導(dǎo)體型消雷器。在桿塔上方加裝導(dǎo)體型消雷器，可有效保護輸電線路遭受雷擊，同時也能防止繞擊雷擊在導(dǎo)線上，從而減少雷擊頻率。例如110KV薛萬線在1995年安裝了將近20基導(dǎo)體型消雷器，自從安裝消雷器后當(dāng)?shù)囟卧僖矝]有發(fā)生過雷擊事故。但是由于消雷器在國內(nèi)的爭議較大，所以現(xiàn)在在國內(nèi)已經(jīng)不推廣。

總之，輸電線路的防雷工作是十分重要的，而輸電線路的防雷也是多種多樣。防雷工作我們要從實際出發(fā)，要因地制宜。多數(shù)的防雷措施都只是減少雷擊后輸電線路跳閘的次數(shù)，根據(jù)地形采取相應(yīng)的防雷措施能有效地減小雷擊事故的損害。總之，我們應(yīng)當(dāng)盡可能多地對雷擊事故進行分析，采取更加有效的防雷措施，才能不斷提高供電可靠性，保證供電水平。

參考文獻：

[1]李兆華.電力線路技術(shù)手冊[M].中國電力出版社，2008.