輸電線路雷電污閃分析及防范對策

邱堂胤（國網湖北省電力公司荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

輸電線路雷電污閃分析及防范對策

邱堂胤（國網湖北省電力公司荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

目前我國輸電線路系統的設計、施工及實際運行過程中，線路雷電污閃問題頻發，為確保輸電線路穩定可靠運行，降低因線路故障引起的損耗，滿足用電需求，提高輸電效率，加強雷電污閃防范手段。本文總結了引起雷電污閃的原因，并針對當前雷電污閃現狀提出有效的防治對策。

輸電線路；雷電；污閃；分析；防范對策

1 前言

由于電氣設備絕緣表面長期暴露于大氣中，在潮濕條件下表面附著的污穢物中可溶的部分會逐漸溶于水，形成一層導電膜，極大降低絕緣子的絕緣水平，在雷電發生時，出現放電現象，稱之為污閃，會影響輸電線路安全供電，嚴重者引發電力安全事故，所以做好輸電線路絕緣子防污閃工作意義重大，在輸電線路的設計、施工以及運行過程中雖然線路絕緣水平已相當高，使用技術不斷改進，使用裝置不斷更新，雷電污閃事故仍時有發生，就需要深度分析雷電污閃故障產生的原因，采取切實可行的預防和解決措施，有效的控制污閃問題，確保輸電電網安全運營為電力系統安全性和穩定運行提供保障，促進我國電力事業快速發展。

2 雷電污閃產生的主要原因

在雷電的影響下，會使輸電線路出現過電壓現象，受到污染的絕緣子易發生閃絡，輸電線路運行過程中的一些過電壓操作也易引發污閃，需要加強輸電線路的防雷工作，采用合理的操作過電壓防范措施。

2.1 輸電線路絕緣子污染

當代世界氣象條件越來越惡劣，大氣中廢煙氣及微塵加劇，各地氣候不一，冰雹雨雪覆蓋，使絕緣子時而凍結或融化，導致污閃電壓得以提高，個別地區在酸性污穢物酸霧及酸雨影響下，輸電線路電導率發生較大變化，致使絕緣子閃絡電壓降低，鳥糞等堆積導致絕緣子污穢，致使爬距縮短或造成短路，以上現象都極易出現閃絡事故。

2.2 絕緣子耐受電壓大于運行電壓

依據國家或行業標準，高壓輸電線路上使用的絕緣子必須進行雷電全波沖擊和工頻1min濕耐受電壓試驗、成串熱機電性能試驗等嚴格質檢和試驗，根據這些標準對絕緣子耐壓要求，實際中的運行電壓遠小于絕緣子耐受電壓。但是由于污穢堆積，大部分絕緣子更容易被擊穿，發生閃絡、掉串或炸裂事故。

2.3 桿塔接地電阻影響

從輸電線路的地理環境綜合影響因素分析，由于部分地區土壤的電阻率較高，桿塔接地電阻偏大，極易引起反擊跳閘，降低桿塔的接地電阻也是十分必要的防護措施。雷電落于避雷線上后，雷電流沿著避雷線流流入桿塔中，因桿塔接地電阻高，塔頂電位增加，當電位達到臨界值時，輸電線路絕緣發生反擊，導致絕緣子串閃絡。部分桿塔接地電阻在實際施工中并沒有達到要求的設計值，桿塔接地電阻降阻劑在長期的運行期間可能造成流失，使得接地電阻高，在雷雨天氣里則造成雷電反擊。絕緣子串自身污穢堆積致使輸電線路耐壓水平降低，雨天情況下污穢絕緣子由于污層濕潤，遭受雷擊時引發絕緣子閃絡，造成污穢跳閘。另外，雷電直擊時可承受短時雷過電壓而暫時沒有發生擊穿現象，但處于易被擊穿的放電平衡狀態，若存在長時間持續而電壓并不高的工頻續流，則也極易被擊穿。

2.4 桿塔跳閘影響

從輸電線路所處的氣候和地理環境分析，在雷電作用的情況下，輸電線路發生一定的雷擊跳閘是不可避免，由于我國地貌地勢復雜，各地區有一定的雷電活動周期和規律，而供電線路遍布全國，雖然部分山腳地區的桿塔不會遭受雷電直擊，但是也會發生絕緣子串放電的現象。在高山、江河湖泊叢橫等地區易形成雷云暴雨天氣，絕緣子表面出現導電層，絕緣子污層被浸濕，易產生閃弧，同時又承受長時間持續電壓并不高的工頻續流，絕緣子污層就會被擊穿引發跳閘。

3 避免輸電線路雷電污閃的有效措施

為避免輸電線路雷電污閃，則要加強對輸電線路的防雷工作，減少輸電線路雷擊故障，可以針對故障特征采取相應的措施。

3.1 統計分析基礎數據

通過雷電定位系統收集不同年份落雷分布、地閃密度分布及雷電流強度，結合線路結構、地質地勢、地形地貌等實際信息，綜合分析引發線路雷擊故障原因，研究其內在規律，結合歷年運行數據，繪制并逐步完善電網雷電區域分布圖，因地制宜進行多種防雷設計，綜合運用防雷措施。

3.2 加強輸電線路絕緣

3.2.1 合理選用絕緣子

絕緣子在使用時，絕緣子外觀形狀影響積污量和絕緣子周圍的氣流特性，絕緣子外形較為光滑時，表面渦流不易形成，減少積污量，目前雙傘性防污絕緣子具有較好的表面光滑性，裙邊存在一定的傾斜度，渦流區較小，不易積聚污穢，在我國普遍應用。

3.2.2 定期檢查和清潔維護

為確保輸電線路良好運行，工作人員應針對輸電線路各方面情況定期登桿檢查，記錄備案，為后續工作提供參考。在污閃季節前夕，對輸電線路的上絕緣子定期清掃，降低污閃事故發生頻率，絕緣子串應定期測零，及時更換，避免發生絕緣子污閃事故，提升防污閃水平。

3.2.3 科學運用防污閃涂料

表面噴涂RTV涂料是解決絕緣子污閃問題的有效措施，其具有憎水性，絕緣子表面涂刷RTV后出現緊密薄膜，避免和減少污層濕潤，電壓分布比較均勻，長效免維護，實施簡單，節約資金。

3.2.4 調整外絕緣爬距

在輸電線路中原有絕緣子串上增加了絕緣子片數，這樣絕緣子表面的泄漏距離增加，爬電距離增加，提高泄漏比距，可有效控制泄漏電流，增加閃絡電壓，避免閃絡事故發生。

3.2.5 改造懸掛方式

目前運行的輸電線路中，普遍使用的是懸式絕緣子，如果進行全部更換，浪費人力和物資，可以根據線路的實際情況進行狀態加強，可以選擇V串模式安裝絕緣子，充分降低垂直荷載量，節約通道，提高耐污閃電壓，減少跳閘事故。

3.3 安裝防雷輔助設施

安裝可控避雷針、塔頂多針系統、線路型避雷器、耦合或旁路架空地線等防雷輔助設施，加裝線路故障磁鋼記錄器、避雷器動作記錄儀等監測裝置，針對雷擊點安裝防雷輔助設施。

3.3.1 降低線路桿塔接地裝置的電阻

桿塔接地電阻與雷電反擊率關系密切，接地電阻越大，土壤電阻率越高，發生雷電反擊的頻率越高，線路桿塔接地裝置電阻的降低可以顯著提高線路桿塔耐雷水平，雷擊跳閘率下降，主要降低接地體散流電阻，確保接地體的焊接質量、射線長度及敷設深度、確保混凝土桿塔引下線部分泄流暢通。

3.3.2 安裝避雷線

避雷線可屏蔽導線，防止雷直擊導線，通過耦合作用降低感應過電壓，分流雷電流降低塔頂電位，針對產生雷電繞擊的桿塔，適當減小避雷線對邊導線的保護角，可以提高避雷線屏蔽導線效果，減小繞擊率。

3.3.3 加裝桿塔拉線或耦合地線

結合反擊和繞擊的實際運行數據，針對經常受雷害侵襲出現雷電反擊故障的桿段，若很難降低接地電阻時，可在導線下方加裝桿塔拉線或耦合地線，減小桿塔波阻抗，起到分流作用。3.3.4 安裝線路避雷器

線路避雷器通常并聯于絕緣子串上，當雷擊在輸電線路時，雷擊過電壓可能會擊穿輸電線路避雷器的間隙，氧化鋅閥片具有非線性特征，能夠迅速切斷電弧，避免線路出現跳閘現象。

3.3.5 采用側向避雷針或多針系統

在輸電線路絕緣子上安裝側向避雷針，或在塔頂加裝多針系統防雷裝置后，相當于向外拓展塔頭附近避雷線，均能一定程度上減少雷電繞擊。

3.4 適當降低電網電壓

由于自然環境或人工污染造成的絕緣子污染，會使放電電壓會隨著污染程度的增加而不斷地下降，絕緣子交流污閃電壓與串長成線性關系，在大霧等某些特定條件當輸電系統正常運行時，調整有載調壓裝置或提高發電廠功率因數，適當降低電網電壓水平是一種有效的防污措施。

4 結語

輸電線路是電力企業輸電系統中的核心部分，關系到整個電力系統運行的穩定和質量，由于環境問題日漸惡劣，輸電線路運行中無法避免灰塵污穢影響，輸電線路上絕緣子污染問題嚴重，容易導致污閃，造成電力企業經濟損失，影響生活生產，防污閃措施重在必行，是一個長期持續的過程，其規律性難以準確掌握，需要不斷摸索實踐，探尋新技術和新工藝，應深入分析污閃的本質性原因，全面落實各項技術及安全措施，提升防污閃水平，避免甚至杜絕一系列污閃現象的發生，確保輸電網絡安全可靠正常運行。

[1]黃中華，韓民曉，王 偉．輸電線路雷擊跳閘原因分析與防雷措施介紹[J]．電工電氣，2012.

[2]鄧世聰，劉 庭，李漢明，等．110kV架空輸電線路復合材料桿塔的材料、電氣和機械特性試驗[J]．南方電網技術，2012.

TM862

A

2095-2066（2016）35-0036-02

2016-11-9

邱堂胤（1989-），男，本科，主要從事輸電線路運維檢修工作。