送電架空線路的雷擊跳閘原因及防雷措施分析

臺運福，林樂，許萬里

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020）

送電架空線路的雷擊跳閘原因及防雷措施分析

臺運福，林樂，許萬里

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020）

輸電線路作為電網的重要組成部分，擔負著安全輸送電能的主要任務。但是其安全性保障往往會受到一些因素的影響，近年來，電網安全事故中因為雷擊事件造成的電網危害事件不斷增加，對電網的安全運行造成了嚴重的影響。雷擊事件的發生不僅會影響到電網的正常運行狀況，還造成很多電力設備的損壞。因此，對輸電線路雷擊跳閘的原因進行分析是非常必要的。本文通過對送電架空線路的雷擊跳閘原因進行詳細的分析，進一步探討解決輸電線路雷擊跳閘故障的具體措施。

送電架空線路；雷擊跳閘；原因；防雷措施

架空送電線路作為電網的關鍵組成部分，由于長時間的暴露在自然環境下，從而導致線路受外界影響嚴重，給線路的正常運行埋下了安全隱患。造成線路安全事故的一些主要原因就是自然災害當中的雷擊事件。架空線路經過的地方大都是空無一人的山野，外加送電線路較長，遭受雷擊的可能性比較大，因此，避免線路遭受雷擊出現跳閘事故是保障整個輸電線路安全運行的關鍵所在。

1 送電架空線路的雷擊跳閘原因分析

（1）送電線路繞擊造成線路跳閘。通常情況下，送電線路遭受雷擊事故的主要原因有四點，首先是與線路絕緣子50%的放電電壓有關，其次是與架空地線有關，緊接著是與雷電流強度有關，最后一個因素是與桿塔的接地電阻大小有關。因此，在設計高壓送電線路時候，避雷方式的選擇首先應該考慮到高壓送電線路遭受雷擊出現跳閘的主要原因。送電線路繞擊造成的線路跳閘是其中一個主要原因，根據送電線路的有關運行檢驗可知，雷電繞擊率與多種因素有關，包括避雷線對邊導線的保護角以及地質地貌條件，同時也包括桿塔的高度以及高壓輸送線路經過的具體地形。通常情況下，山區高壓送電線路遭受雷擊的機率大于平地高壓送電線路的繞擊率。因為山區的輸電線路在設計過程中會有較大的跨度，線路之間的高差也比較大，這種現象剛好造成整個線路耐雷擊的能力比較薄弱，在一些雷電活動比較強烈的地區，這一階段的線路就更容易遭受雷電的損害，線路跳閘現象自然也是常有出現。

（2）感應過電壓的產生造成線路跳閘。在雷電天氣下，如果雷電擊中輸電線路的桿塔頂部或者是擊中避雷線時，雷電的電流就會流過塔體甚至是流過接地體，促使整個桿塔的電位不斷上升，這樣一來，整個線路的相導線上就會產生感應過電壓。在升高塔體電位以及相導線時，感應電壓合成的電位差就會超過高壓送電線路電壓值，導致導線與桿塔之間出現閃絡現象，這種閃絡也就是反擊閃絡。如果降低桿塔的接地電阻、減小分流系數或者是通過提高桿塔耦合系統的方式就可以增強送電線路的耐雷擊水平。但是在實際工作中，我們重點考慮的內容是降低桿塔接地電阻，通過提高耦合系數的方式來增強線路的耐雷擊水平。

2 送電架空線路的具體防雷措施分析

（1）通過架設避雷線的方式避免線路遭受雷擊跳閘。雷電放電是一種常見的自然現象，人為的力量是難以制止這種事件的發生，因此，我們只能夠通過一系列有效的方式將雷電的損壞降至最低，設法去躲避或者是限制雷電的危害性，架設避雷線就是防止雷電的一種有效方法。同時，避雷線的架設也是輸電線路防雷的一種最基本的措施。避雷線的主要作用就是防止雷電擊中導線，同時還能夠將對擊中桿塔的雷電實施分流，使得塔頂的電位逐漸降低，通過避雷線與輸電線路導線之間的耦合作用能夠降低雷擊桿塔時絕緣子串上的電壓，同時還能夠屏蔽導線，使得導線上的感應過電壓降至最低。就現在輸電線路的運行狀況來看，35KV的公用變線路逐漸減少，專用線路不斷增加，這也使得線路運行系統的可靠性要求逐漸提升，需要全線架設避雷線。尤其是對于一些重要線路以及經過雷區的線路可以實施全線架設避雷線的方式。在避雷線的架設過程中應該注意，縮小避雷線對邊導線的保護角，甚至可以采取負保護角措施，如果將保護角的角度保持在5°左右，這樣一來，就會大大降低繞擊雷的概率，從而保護線路的安全運行。

（2）加強輸電線路的絕緣性能。一些特殊的輸電線路需要跨越河流、高速公路等地段，這時候采用的桿塔通常也是大跨度的高桿塔，桿塔高度也會增加桿塔遭受雷擊的機會。高塔落雷時由于塔頂的電位較高，感應過電壓增加，從而使得塔頂受繞擊的概率也就不斷增加。為了減少輸電線路的跳閘概率，可以通過在高桿塔上增加絕緣子串片數的方式加大導線與地線之間的跨越距離，從而增強整個線路的絕緣性能。對于35kV以下的線路可以選擇采用瓷絕緣子來沖擊閃絡電壓較高的絕緣子，這樣就能夠降低雷擊導致線路的跳閘率。此外，還可以采用線路調高的方式來增加絕緣子的片數，從而使得整個輸電線路的絕緣水平得到提升，最終使得線路的雷擊跳閘率降低。但是選擇線路調高的方式應該根據輸電線路的實際運行狀況進行選擇，不能夠盲目的進行線路調爬，如果設置過高的線路絕緣水平，反而容易導致線路以及變電設備的絕緣失配，給雷電侵入預留了較大的空間，這樣一來，大量的雷電就會侵入變電站當中，造成整個變電站設備的損壞，增加設備投資的成本。

（3）在輸電線路的側面安裝避雷針。對線路雷擊事件進行大量分析，從中發現，線路的繞擊耐雷水平遠遠低于線路的直擊和反擊耐雷水平。一般情況下，地線和桿塔吸引的雷電都是弱雷，這些弱雷電在直擊地線和桿塔時不會對線路造成較大的損害，但是，一旦弱雷電繞行擊中導線，就會造成整個線路的損壞，導致線路出現跳閘的現象。減小雷擊的保護角就會減輕雷擊事件的威脅，但是在較小保護角比較困難的情況下，在地線或者是桿塔側面加裝避雷針反而是一種較好的防雷措施。選擇這種方式防雷電的主要原因在于避雷針與避雷線相比較，更容易產生迎面放電的效應，這樣就能夠提高地線以及桿塔的吸雷能力。此外，也可以在地線以及桿塔的水平方向裝設短小的避雷針，能夠吸引低空間繞行跳閘的弱雷，同時還能夠增加高空間強雷的吸引力。側面裝設避雷針不僅具有較高的經濟性能，同時裝設方法還比較簡單，但是在避雷針安裝的過程中應該注意根據桿塔的尺寸確定避雷針的安裝位置。

3 結語

架空線路的避雷設計應該從工程設計初期階段進行考慮，根據工程實際狀況選擇符合施工要求的接地網。在避雷設計過程中考慮到輸電線路遭受雷擊后的活動水平，同時還應該綜合考慮避雷設計的功能以及桿塔底部土壤的電阻率。

為了避免雷電災害對電網造成的故障，在避雷設計中應該考慮雷電活動區域內的地形特征，然后結合高壓送電線路的運行經驗進行防雷設計，從而減少雷電對線路的危害，增強線路的耐雷擊水平，保障送電送架空線路的正常運行。

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