試論輸配電線路防雷方法及其實(shí)踐

薛建剛 崔鑫

國(guó)網(wǎng)山東新泰市供電公司 山東新泰 271200

摘要：輸配電線路是電力系統(tǒng)中重要的組成部分。其長(zhǎng)時(shí)間的暴露在自然環(huán)境中，受到外界的影響和損害較大，其中最雷擊是其中最主要的因素之一。文章結(jié)合本人從事輸配電線路工程的多年工作經(jīng)驗(yàn)試論輸配電線路的防雷方法及其實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：輸配電線路；防雷方法；防雷實(shí)踐

輸配電線路大部分都分布在曠野、山區(qū)等地段，在很大程度上會(huì)受到雷擊危害，因此輸配電線路本身的防雷是減少電力系統(tǒng)故障的關(guān)鍵措施之一。搞好輸配電線路的防雷工作，既可以提升輸配電線路本身的供電可靠水平，還能有效的保障變電站以及發(fā)電廠等場(chǎng)所的安全運(yùn)行。

一、輸配電線路的雷擊危害

通常情況下，依據(jù)雷電的過(guò)電壓原理雷電其形成的物理相關(guān)過(guò)程，主要包括感應(yīng)雷，也就是雷電出現(xiàn)擊于地面以及線路等，相互間出現(xiàn)的電磁感應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)雷過(guò)電壓；另外是直擊雷，就是通常所說(shuō)的，雷電直擊避雷線以及架空輸配電線路，引發(fā)的過(guò)電壓兩者來(lái)源以及性質(zhì)都不同性質(zhì)都不同，就會(huì)形成直擊雷過(guò)電壓。兩者對(duì)線路造成的結(jié)果不同，危害程度也不盡相同。

1、關(guān)于直擊雷對(duì)輸配電線路的影響

相關(guān)研究表明，架空輸配電線路出現(xiàn)跳閘，其中的直擊雷過(guò)電壓是最為主要的因素。出現(xiàn)這種雷電直接擊中導(dǎo)線以及輸配電線路桿塔的現(xiàn)象，都會(huì)出現(xiàn)比較高的雷擊過(guò)電壓。通常會(huì)比對(duì)絕緣子串進(jìn)行反復(fù)的沖擊時(shí)的實(shí)際放電的電壓要高許多，從而導(dǎo)致架空輸配電線路出現(xiàn)故障，從而危害架空輸配電線路的實(shí)際可靠的供電性。

直擊雷對(duì)架空輸配電線路的影響，主要包括以下三點(diǎn)，一是直擊雷繞擊架空輸配電線路導(dǎo)線，二是直擊雷直擊架空輸配電線路的避雷線，三是直擊雷直擊架空輸配電線路的桿塔。

2、感應(yīng)雷對(duì)輸配電線路的影響

當(dāng)雷云向架空輸配電線路靠攏時(shí)，一定的束縛電荷會(huì)在架空輸配電線路上感應(yīng)出現(xiàn)，并與雷云層所帶的實(shí)際電荷相同，最后流入大地；絕緣中性點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的架空輸配電線路遭受感應(yīng)雷時(shí)，這一電荷就會(huì)經(jīng)過(guò)相關(guān)的泄漏裝置后流入大地。或者雷擊架空輸配電線路附近的大地時(shí)，由于雷電放電的通道周圍空間的電磁場(chǎng)出現(xiàn)非常急劇的變化，在架空輸配電線路上產(chǎn)生出過(guò)電壓感應(yīng)。

二、輸配電線路的防雷方法及實(shí)踐

對(duì)于輸配電線路防雷來(lái)說(shuō)，應(yīng)以“突出重點(diǎn)，層層防護(hù)”為基本的防雷原則，抓住防雷重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧一般，有針對(duì)性的為輸配電線路設(shè)置層層屏障，應(yīng)采取各種防雷方法，從根本上預(yù)防雷電襲擊輸配電線路，降低雷擊對(duì)輸配電線路的損壞與傷害，具體來(lái)說(shuō)一般有以下幾種防雷方法。

1.裝設(shè)線路自動(dòng)重合閘設(shè)施

輸配電線路在遭受雷擊時(shí)，都是瞬時(shí)性的接地故障，裝設(shè)線路自動(dòng)重合閘設(shè)施，能夠保證輸配電線路在大多數(shù)雷擊情況下都能夠自動(dòng)重合成功，保證輸配電線路的正常運(yùn)行。一般雷擊情況而言，雷電流沖擊線路絕緣通常會(huì)在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，基于這種情況來(lái)說(shuō)，可應(yīng)用自動(dòng)重合閘相關(guān)技術(shù)實(shí)行線路恢復(fù)進(jìn)行供電。統(tǒng)計(jì)表明110kV及以上的架空輸配電線路應(yīng)用自動(dòng)重合閘技術(shù)，實(shí)際重合閘成功率保持在90%以上，此比例非常可觀。

2.降低輸配電線路桿塔的接地電阻值

對(duì)于架空輸配電線路來(lái)說(shuō)，實(shí)際耐雷水平和接地電阻成反比關(guān)系。如何實(shí)現(xiàn)桿塔接地電阻的有效降低是重點(diǎn)要研究問(wèn)題。將接地裝置的重要作用充分利用好最為重要，可以采用放射性接地以及引外接地，還有人工接地和自然接地，還包括延長(zhǎng)接地等裝置，根本原則就是盡可能的降低架空輸配電線路的實(shí)際接地電阻。最為直接和有效的方法之一就是降低輸配電線路桿塔的接地電阻值。

3.加設(shè)輸配電線路避雷器

比如，架空輸配電線路避雷線的架設(shè)，避雷線的架設(shè)對(duì)于架空輸配電線路減少因雷擊現(xiàn)象跳閘率具有實(shí)際的重要作用，使用架設(shè)避雷線的方法與措施，可有效防范因直擊雷所引出的雷擊跳閘現(xiàn)象。也可通過(guò)其實(shí)際的分流作用，最大限度地降低雷電流經(jīng)桿塔時(shí)的實(shí)際電位，并且將繞擊及作用考慮進(jìn)來(lái)。

4.在自然環(huán)境方面進(jìn)行完善

防雷工作對(duì)于架空輸配電線路來(lái)說(shuō)最為重要的科學(xué)選擇線路所走路徑，具體的路徑要結(jié)合設(shè)計(jì)前期對(duì)地區(qū)的地理特征和具體的氣候條件，實(shí)時(shí)的進(jìn)行分析和勘察；對(duì)輸配電線路具體布局時(shí)要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃，盡量避免較為惡劣的、復(fù)雜的地理環(huán)境，將架空輸配電線路施工地點(diǎn)設(shè)在少雷擊的地區(qū)，如果不能有效的避開(kāi)，就應(yīng)該考慮強(qiáng)化架空輸配電線路的實(shí)際防雷水平與措施。

5.裝設(shè)架空輸配電線路避雷線

裝設(shè)避雷線是最常用的架空輸配電線路防雷方法，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單有效，而且性價(jià)比高。避雷線能夠防止雷電對(duì)輸配電線路導(dǎo)線的直擊并且還有其他的作用：1）對(duì)輸配電線路的導(dǎo)線有屏蔽作用，其能夠防止輸電導(dǎo)線超過(guò)一定值的感應(yīng)過(guò)電壓；2）具有耦合作用，能夠降低輸配電線路絕緣子的電壓數(shù)值；3）分流作用，能夠降低流經(jīng)輸配電線路的雷電流，進(jìn)而減小輸配電線路桿塔的頂電位數(shù)值。

6.加設(shè)輸配電線路負(fù)角保護(hù)針

在有些地區(qū)輸配電線路一般架設(shè)在山腰或者斜坡處，其設(shè)置避雷線時(shí)，實(shí)際保護(hù)角要大于 設(shè)計(jì)保護(hù)角，這就導(dǎo)致了輸配電線路的邊導(dǎo)線可能超出了避雷線的保護(hù)范圍，周圍存在繞擊區(qū)。通常是在上述的繞擊區(qū)范圍加設(shè)負(fù)角保護(hù)針，在兩邊相安裝屏蔽針，這種方法能夠屏蔽繞擊區(qū)，有效地防止雷電繞擊。

7.進(jìn)行設(shè)計(jì)保護(hù)外邊相

在一般情況下，輸配電線路施工設(shè)計(jì)人員對(duì)線路設(shè)計(jì)防雷時(shí)，會(huì)按照一般的防雷要求及實(shí)際環(huán)境進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。但是在斜坡的地方，保護(hù)角受到其影響，原有的防雷設(shè)計(jì)就不可能滿足要求，在實(shí)際的防雷過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致輸配電線路增加閃絡(luò)的次數(shù)，直接輸配電線路的的安全、正常、有序運(yùn)行。因此要通過(guò)輸配電線路所經(jīng)地區(qū)來(lái)進(jìn)行保護(hù)角的設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，避免設(shè)計(jì)出的防雷保護(hù)角因不能滿足輸配電線路的防雷要求現(xiàn)象的發(fā)生。

8.改變輸配電線路的絕緣水平

要想提高輸配電線路的耐雷水平，就必須要提高線路絕緣，而輸配電線路的耐雷因素主要取決于其絕緣子的性能。所以輸配電線路運(yùn)行管理部門要加強(qiáng)輸配電線路絕緣子的管理，包括加強(qiáng)檢測(cè)力度，嚴(yán)格質(zhì)量檢查等。對(duì)于已使用的絕緣子應(yīng)按照《架空線路運(yùn)行規(guī)程》中的規(guī)定對(duì)其進(jìn)行周期性的檢測(cè)，及時(shí)更換不合格產(chǎn)品，并對(duì)其劣化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

9.安裝耦合地線

對(duì)于雷擊發(fā)生頻率較高的輸配電線路區(qū)域地段，如果輸配電線路桿塔的接地電阻值不能夠進(jìn)行降低時(shí)，可以在導(dǎo)線的下方加設(shè)耦合地線。相當(dāng)于增加了連續(xù)接地體，當(dāng)發(fā)生雷擊反擊時(shí)，增大了分流系數(shù)和耦合系數(shù)，進(jìn)而減少了桿塔的接地電阻值，避免了閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。

三、結(jié)語(yǔ)

架空電線路的雷擊現(xiàn)象嚴(yán)重影響了電網(wǎng)設(shè)備和電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，有效的防雷技術(shù)與接地設(shè)計(jì)是使架空輸配電線路良好運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，同時(shí)做好架空輸配電線路的防雷措施是架空輸配電線路在雷電天氣安全正常運(yùn)行的有利保障。由于雷擊現(xiàn)象復(fù)雜且分散，隨機(jī)性強(qiáng)，其危害不能夠完全消除和避免，因此就必須抓住關(guān)鍵點(diǎn)，綜合采用多種防雷方法和措施，并考慮輸配電線路多方面的因素，將雷電危害降至最低，保證輸配電線路的安全正常運(yùn)行。

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