提升輸電線路防雷水平措施探究

魏培剛 李 陽 徐 亮

國網山東省電力公司沂水縣供電公司

提升輸電線路防雷水平措施探究

魏培剛 李 陽 徐 亮

國網山東省電力公司沂水縣供電公司

對于整個電力系統來說，輸電線路是其中非常重要的組成部分。由于其主要采取裸導線的方式暴露在整個自然環境之中，比較容易受到自然環境因素的影響甚至損害。其中，雷擊又是造成輸電線路損害的最重要因素之一。在雷雨天氣，輸電線路容易遭受雷擊引起停電事故，對線路供電的可靠性造成嚴重影響。對輸電線路進行防雷工作是非常重要的。而如何針對當前輸電線路防雷存在的一些問題，采取更有效的防雷具體措施則是確保輸電線路可靠、安全運行的重中之重。

輸電線路；防雷；措施

1 雷擊對輸電線路的危害

雷害對輸電線路的危害形式主要有兩種：直擊雷和感應雷。在實際運行中，常常是根據故障現象和以往經驗來分析110kV及以上電壓等級輸電線路受到雷害的原因。這樣的分析方法很難對雷害原因作出準確判斷，進而影響防雷的效果。對于架設在丘陵、山地地區的線路，山坡地形等因素對地面的空間電場影響比較大，繞擊率達到平原地區線路的3倍以上。直擊雷過電壓是雷電中危害電力設備絕緣最嚴重的一種。它的峰值非常高，容易對輸電線路造成燒傷、擊穿、絕緣子閃絡甚至導線被擊斷而引起停電事故等嚴重破壞現象。

2 當前輸電線路防雷存在的問題

2.1 安裝避雷針問題

架空輸電線路常用到的一項防雷措施就是安裝避雷針進行防雷。然而，在實際應用當中，卻容易暴露一些問題。有時，避雷針的不正確安裝使得線路遭受雷擊的概率增大。此外，避雷針的保護范圍也不夠大。避雷針具有引雷的作用，所以會增加受到雷擊的次數。雷電被吸引到避雷針上后，會沿著避雷針流入大地，這個過程會在周圍形成磁場并產生截應過電壓。當截應過電壓產生的作用大于被保護物的自然屏蔽裝置所起的屏蔽作用時，感應過電壓就會損壞被保護區內的弱電設備。

2.2 線路絕緣問題

輸電線路的耐雷水平主要受到絕緣子性能好壞的影響。當前，一些線路運行單位疏于對絕緣子進行全程管理，甚至造成一些未經嚴格質量檢驗的劣質絕緣子掛網運行。即便掛網運行之后，也沒有定期按照相關規程來對一些絕緣子進行檢測，及時發現和更換已經劣化或是絕緣性能不滿足運行要求的絕緣子。所有這些因素都會造成線路絕緣出現問題，進而影響架空輸電線路的實際防雷效果。

3 提升輸電線路防雷水平措施

3.1 增設線路避雷器

增設線路避雷器可有效提高線路的防雷水平，但其保護區域有限(只限于安裝桿段及其附近，且對防雷接地裝置質量和泄流能力的要求更高，在線路接地電阻＜4Ω時無法起到保護作用)。線路避雷器分為有空氣間隙線路避雷器、無空氣間隙線路避雷器。雖然有空氣間隙線路避雷器的效果優于無空氣間隙線路避雷器，但其維護、檢修工作的難度較大，發生故障后的線路跳閘概率較高。此外，還應考慮避雷器之間的配合問題，且避雷器本身的質量問題也會引發線路故障。

3.2 提高線路的絕緣水平

線路的絕緣水平高低對線路的防雷效果影響比較大，提高線路的絕緣水平可以通過以下幾點來實現。①提高線路絕緣能力。考慮到像跨河桿塔等大跨越高桿塔已經在輸電線路的部分地段開始使用，這就使得桿塔落雷的機會大大增加。高塔落雷時塔頂受繞擊的概率比較大，此時其受到的感應過電壓也相對較大，容易引起線路跳閘。為了減小線路跳閘的可能性，可以采取一些增強線路絕緣的方法。②使用差絕緣的方式提高線路絕緣水平。這種方法在導線排列為三角形方式并且中性點不接地的系統中應用比較多。差絕緣方法，是通過在基桿塔的下面兩相都增加一片絕緣子的方法，使其三相的絕緣性能不同。當導線或是桿塔遭受雷擊時，雷電流首先擊穿絕緣較弱的上相，然后才流入大地，從而保護了線路或桿塔。這樣可以讓線路的耐雷能力提升了近24%。

3.3 安裝感應避雷線

線路采用的一種防雷措施，做法是在導線下方架設地線，其作用是對導線的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓，還可增加對雷電流的分流作用。濟寧供電公司2014年在35 kV漣徐線上選擇性的安裝2 km耦合地線，收到了良好的效果，運行經驗證明，耦合地線在山區對降低雷擊跳閘率的作用是顯著的。2014～2015年對于桿塔上方不具備掛設地線的35 kV線路，也有計劃安裝感應避雷線。不足之處：35 kV線路如有電力線路交跨時，如安裝感應避雷線很難保證交叉跨越距離，需開斷。

3.4 輸電線路的防雷保護

對輸電線路的防雷保護措施不僅僅包括以上所述的方法，另外還有很多其他方式預防雷擊。比如適當的增加輸電線路的絕緣設備，使得建弧率降低。這種防雷措施的投資比較大，工程的施工量也大，會涉及到調整輸電線路導線弧垂的問題。還可以在輸電線路上安裝可控放電式的避雷針。通過行雷閃放電的方式對雷云電荷進行泄放，避免下行雷強烈的閃放電。安裝可控放電式的避雷針的造價非常便宜，防雷的效果也很好，但是對于檔距較大的輸電線路的保護范圍較小。在輸電線路上架設避雷線也是一個很好的避雷措施，可以阻礙雷直擊輸電線路的導線。降低輸電線路導線上的過電壓。降低輸電線路桿塔的接地電阻也是一個很好的防雷措施。所以對輸電線路的防雷措施很多，需要根據輸電線路的實際情況采取相關的防雷措施。

在選擇運用哪種輸電線路的防雷措施時，應當全面考慮輸電線路的系統運行模式、線路的重要程度輸電線路經過區域雷電活動的頻率、強弱和地形地貌特征、以及輸電線路經過地區土壤電阻率高低等情況，結合輸電線路經過地區原有的線路運行經驗，經過對技術經濟等方面的比較，因地制宜地對輸電線路采取科學合理的防雷保護措施，盡量降低雷電給輸電線路帶來的損害，保證輸電線路的安全穩定運行。

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[2] 劉西營，洪軍，李斌. 提升輸電線路防雷水平措施探究[J]. 通信電源技術，2016，03：142-143+146.

[3] 馬宏斌，呂建剛. 輸電線路的防雷對策探究[J]. 科技創新與應用，2014，32：162.