架空電力線路綜合防雷技術(shù)的探討與應(yīng)用

摘要：架空電力線路防雷是電力系統(tǒng)防雷工作的重要方面，常用的防雷改進(jìn)措施有：安裝避雷針、架設(shè)避雷線、加強(qiáng)線路絕緣、采用差絕緣方式、裝設(shè)藕合地線、升高避雷線減小保護(hù)角、裝設(shè)消雷器及預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針、使用接地降阻劑等。解決線路的雷害問(wèn)題，要從實(shí)際出發(fā)因地制宜，綜合治理。

關(guān)鍵詞：架空電力線路；綜合防雷

架空輸電線路是電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于它暴露在自然之中，故極易受到外界的影響和損害，其中最主要的一個(gè)方面是雷擊。架空輸電線路所經(jīng)之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長(zhǎng)，遭遇雷擊的機(jī)率較大。

一、架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷這樣四個(gè)階段

輸電線路受到雷電過(guò)電壓的作用；輸電線路發(fā)生閃絡(luò)；輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓；線路跳閘，供電中斷。針對(duì)雷害事故形成的四個(gè)階段，現(xiàn)代輸電線路在采取防雷保護(hù)措施時(shí)，要做到“四道防線”，即：

（一）防直擊，就是使輸電線路不受直擊雷。

（二）防閃絡(luò)，就是使輸電線路受雷后絕緣不發(fā)生閃絡(luò)。

（三）防建弧，就是使輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電弧。

（四）防停電，就是使輸電線路建立工頻電弧后不中斷電力供應(yīng)。

二、架空輸電線路防雷的具體措施

現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行部門常用的架空輸電線路防雷改進(jìn)措施簡(jiǎn)述如下：

（一）架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線，同時(shí)還具有以下作用：

1）分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；

2）通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；

3）對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。

通常來(lái)說(shuō)，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也愈低。因此，110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路都應(yīng)全線架設(shè)避雷線。

（二）安裝避雷針

安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施。

但是在實(shí)際應(yīng)用卻存在以下問(wèn)題：

1）由于避雷針而導(dǎo)致雷擊概率增大

2）保護(hù)范圍小

國(guó)內(nèi)外不少防雷專家，對(duì)避雷針能向被保護(hù)物有多大的保護(hù)距離做了系統(tǒng)的研究得出的結(jié)論是：“對(duì)一根垂直避雷針無(wú)法獲得十分肯定的保護(hù)區(qū)域”。英國(guó)的BS6551法規(guī)曾指出：“經(jīng)驗(yàn)顯示不能依賴避雷針提供任何保護(hù)區(qū)內(nèi)的完整保護(hù)”。而德國(guó)防雷法規(guī)則有意識(shí)地不引入避雷針保護(hù)范圍的概念。從避雷針因側(cè)擊雷、繞擊雷，造成事故的實(shí)例來(lái)分析，其保護(hù)范圍是不十分肯定的。

3）反擊的危害

當(dāng)雷電被吸引到針上，將有數(shù)千安的高頻電流通過(guò)避雷針及其接地引下線和接地裝置，此時(shí)針和引線的電壓很高，若針對(duì)被保護(hù)物之間的距離小于安全距離時(shí)，會(huì)由針及引下線向被保護(hù)物發(fā)生反擊，損壞被保護(hù)物。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定針距被保護(hù)物的空氣中距離≥5米，針距被保護(hù)物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米，針對(duì)這一要求，微波塔和電視發(fā)射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規(guī)范的要求。

（三）加強(qiáng)線路絕緣

由于輸電線路個(gè)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(jī)會(huì)。高塔落雷時(shí)塔頂電位高，感應(yīng)過(guò)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(shù)，加大大跨越檔導(dǎo)線與地線之間的距離，以加強(qiáng)線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔(dān)等沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子來(lái)降低雷擊跳閘率。

（四）采用差絕緣方式

此措施適宜于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，并且導(dǎo)線為三角形排列的情況。所謂差絕緣，是指同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當(dāng)雷擊桿塔或上導(dǎo)線時(shí)，由于上導(dǎo)線絕緣相對(duì)較“弱”而先擊穿，雷電流經(jīng)桿塔人地，避免了兩相閃絡(luò)。湖南郴州電業(yè)局和包頭供電局在雷害嚴(yán)重的一些35kV線路上應(yīng)用了這一方法，收到了事故率明顯下降的效果。據(jù)計(jì)算，采用差絕緣后，線路的耐雷水平可提高24%。

（五）采用不平衡絕緣方式

在現(xiàn)代高壓及超高壓線路上，同桿架設(shè)的雙回路線路日益增多，對(duì)此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時(shí)，可考慮采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雙回路雷擊同時(shí)跳閘率，以保障線路的連續(xù)供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數(shù)有差異，這樣，雷擊時(shí)絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對(duì)另一回路導(dǎo)線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò)，保障了另一回路的連續(xù)供電。