不同地形條件下架空配電線路的防雷措施分析

國網江西都昌縣供電有限責任公司 陳志剛

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不同地形條件下架空配電線路的防雷措施分析

國網江西都昌縣供電有限責任公司 陳志剛

【摘要】架空配電線路時我國電力系統的重要組成部分，在電能調度中承擔著重要的任務，其運行的安全性和穩定性，直接影響電能調度運行效率。架空配電線路的絕緣水平不高，如果沒有采取有效的防雷措施，當遇到雷電天氣時，將會對其造成不可預估的損壞，并且不同地形條件下，架空配電線路遭受的雷擊損害的類型不同，因此其防雷措施也存在一定的差異。文章分析了雷擊的危害性及其解決方法，探析了不同地形條件下架空配電線路的防雷措施，旨在為架空配電線路設計與施工人員提供一定的參考。

【關鍵詞】不同地形條件；架空配電線路；防雷措施

1 前言

架空配電線路承擔著向負荷分配電能的重任，其運行質量直接關系到整個電力系統的安全性、穩定性以及可靠性。但是，架空配電線路的絕緣水平相對較低，缺乏避雷線保護，雷電對架空配電線路造成的危害非常致命。架空配電線路的雷擊危害類型主要包括地電位提高、感應雷以及直擊雷等，無論哪種雷擊危害，都會影響架空配電線路的安全運行，由此可見架空配電線路防雷工作的重要性，已經成為電力企業以及社會各界廣泛關注的焦點。同時，在不同地形條件下，架空配電線路的防雷措施不同，因此文章針對不同地形條件下架空配電線路防雷措施的研究具有非常重要的現實意義。

2 雷擊的危害性及其解決方法

2.1 雷擊的危害性

2.1.1 地電位提高

當雷電電流穿過導體進入大地之后，如果接地電阻為10Ω，則入地電壓高達100kV，由于架空配電線路的裝置與雷電電流入地處重復接地，兩個位置的電壓都為100kV，如果設備保護接地端在室內，室內電壓值為0，導致殼體與工作線路之間出現100kV的電壓差，會對設備造成損壞。

2.1.2 感應雷

感應雷主要包括兩種形式，即電磁感應與靜電感應，對于電磁感應雷，雷電流通過導體進入大地時，具有較大的強度以及較高的頻率，會在導體的周圍形成較大強度的交變電磁場，如果架空配電線路的設備處在該電磁場中，將會出現較高的感應電壓，造成設備的損壞；對于靜電感應，如果架空配電線路上方出現雷電云，會在到線上積聚大量的相反電荷，一旦雷電云對某個目標放電，則電荷瞬間消失，但是導線上的電荷依然存在，然后以雷電波的形式通過設備進入大地，在此過程中會對設備造成嚴重的損壞。

2.1.3 直擊雷

直擊雷指的是雷雨云直接對大地的某個目標放強烈電流，直接擊中設備，如果擊中架空配電線路的導線或者設備，雷電流通過導線進入設備，將會損壞設備。

2.2 雷擊危害的解決方法

無論哪種雷擊類型，都會對架空配電線路造成嚴重的危害，為了降低雷擊對架空配電線路造成損害，應該采取以下方法：（1）在架空絕緣導線兩端安裝氧化鋅避雷裝置；（2）同塔多回路架設線路兩端安裝氧化鋅避雷裝置；（3）終端線路桿塔增加避雷器；（4）提高保護線路的絕緣水平；（5）增加分流；（6）在線路設計時增加防雷保護；（7）柱上開關增加防雷保護；（8）降低桿塔接地電阻。

3 不同地形條件下架空配電線路的防雷措施分析

3.1 山區地形條件下架空配電線路的防雷措施

山區地形比較寬闊，但是架空配電線路在通過山區地形時需要通過一些海拔高的區域，遭受直擊雷災害的幾率非常高，地電位高雷擊災害頻有發生，做好山區地形條件下架空配電線路的防雷保護工作至關重要。山區地形條件下架空配電線路的防雷措施主要表現在以下幾個方面：（1）地電位提高的防雷保護措施，山區地形條件下，土壤具有多變性，導致一些地區存在較高的電阻率，導致地電位提高災害頻有發生，針對該種現象，通常采取以下措施進行防雷處理，一方面，調整配變容量，以此降低地電位提高對架空配電線路造成的影響；另一方面，在土壤中添加降阻劑，以此抑制接地電阻，盡可能的降低地電位提高幅度，防止地電位提高對架空配電線路在成損壞；（2）感應雷防護措施，山區地形條件下架空配電線路的結構比較復雜，雖然感應雷災害發生概率相對較低，但是一旦發生將會造成嚴重的危害，由于山區地形條件下架空配電線路的感應雷災害受傾角影響，其防雷保護措施表現為：接地延伸、加裝耦合地線等措施；（3）直擊雷防護措施，由于受到山區氣候、地形等方面的影響，導致山區存在許多雷電云密集的地區，為了防止架空配電線路遭受直擊雷，在進行架空配電線路設計時應該盡可能的避開這些區域，如果無法避開，則應該仔細觀察該區域雷電的特征，基于此選擇最佳的雷電防護方案，例如，根據導線高度以及地形等，精確計算直擊雷的引雷范圍，通過調整傾角以及地面線路等，以此降低直擊雷對架空配電線路造成的損壞。

3.2 城區地形條件下的防雷措施

城區地形與山區地形存在顯著的差異，城區地形的架空配電線路周圍存在密集的建筑物，由于架空配電線路附近的高層建筑物具有較高的引雷能力，因此城區地形調價下雷電直接擊中架空配電線路的狀況相對較少。因此，城區地形條件下主要針對地電位提高以及感應雷的防護，具體表現為：（1）地電位提高防雷保護措施，雷電流入地處和設備自身的電位差導致地電位提高，對設備造成損壞，由于城區地形不利于雷電電流進入地面，因此地電位提高導致的雷電災害發生頻率低于感應雷災害，城區地形條件下，一些架空配電線路接地保護裝置安裝在室內，一旦地電位提高，將會在工作線路與設備的外殼之間產生較大的電壓差，損壞甚至是損毀設備，因此地電位提高的防護工作至關重要，通常狀況采用調整工作線路、控制接地電阻以及對設備外殼進行重復接地等方式進行防護；（2）感應雷防護措施，城區地形條件下，感應雷導致的雷擊跳閘是架空配電線路最常見的災害，主要是因為城區存在較多的高層建筑物，給架空配電線路的設置帶來很大的難度，導致架空配電線路結構復雜多變，并且感應雷的引雷范圍受到城區自然環境以及架空配電線路的高度影響，導致城區感應雷防護難度相對較高，需要采取多種防雷措施構建完善的防雷系統，避免感應雷對架空配電線路造成損壞，城區地形條件下，常用的架空配電線路防雷方案包括絕緣導線方式與同塔多回路方式，對于絕緣導線方式，由于城區地形限制，架空配電線路不可避免的會接近高層建筑物，甚至穿過人口密集的地區，這就要求架空配電線路必須采用性能良好的絕緣導線，由于絕緣導線在遭受雷電電流沖擊時會產生大量的熱，需要在絕緣導線兩端安裝氧化鋅避雷器；對于同塔多回路方式，由于城區空間相對有限，為了節約架空配電線路空間，通常采用同塔多回路方式，這樣既能夠節約空間，又能夠降低感應雷對架空配電線路造成的損壞，同時為了提高其抗雷擊性能，還應該適當的加裝防雷設備。

3.3 特殊地形條件下的防雷措施

除了山區、城區兩種地形之外，還存在其他特殊的地形，在這些特殊地形條件下對架空配電線路的防雷方案具有特殊的要求，例如，在靠近大型水域地形中，架空配電線路對導線的絕緣要求相對較高，因此應該采用絕緣性能良好的導線，如果線路長度過長，或者架空配電線路處于野外，則應該在絕緣導線兩端加裝避雷裝置；如果架空配電線路附近存在易燃易爆物或者通過存在易燃易爆物的建筑，則應該提高架空配電線路的防雷等級，必要時加裝屏蔽器。這些特殊地形條件下的架空配電線路防雷設置需要考慮地形的特殊需求，不同特殊地形的防雷方案不同，不能一概而論。因此，在架設架空配電線路時，一旦遇到這些特殊地形，應該對這些特殊地形的實際狀況進行全面的考察，然后借鑒同類地形架空配電線路的防雷經驗，創建合理、完善的防雷系統，以此提高架空配電線路的整體防雷性能。

4 結束語

總而言之，不同地形條件下，架空配電線路遭受雷擊損害的類型不同，需要根據架空配電線路所處地形，采取針對性的防雷措施進行處理，以此降低雷電對架空配電線路造成的損壞，保證架空配電線路能夠安全、穩定的運行，為人們提供更加穩定、可靠的電能，進而提高電力企業的社會效益與經濟效益，滿足社會生產、生活以及經濟發展的需求。

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