高壓輸電線路綜合防雷措施探析

馮自豪

（廣西電網(wǎng)有限責任公司玉林供電局 廣西玉林 537000）

高壓輸電線路綜合防雷措施探析

馮自豪

（廣西電網(wǎng)有限責任公司玉林供電局 廣西玉林 537000）

隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的日益提高和科技水平的不斷提升，我國電力系統(tǒng)也逐步完善，電網(wǎng)事業(yè)迎來更大的發(fā)展空間，并成為我國經(jīng)濟建設當中的重要內(nèi)容之一。但是從當前電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況來看，在高壓輸電路當中還存在較多的問題沒有得到有效的解決，特別是由于雷電活動所造成的故障和隱患，對我國電網(wǎng)的正常使用造成了極大的影響。因此，本文著重探討高壓輸電線路的防雷措施，首先闡明防雷技術(shù)的重要性，然后全面深入地分析綜合防雷措施，以供參考。

高壓輸電；防雷；措施

1 前言

眾所周知，雷電活動是大自然當中一種正常的天氣現(xiàn)象，對于社會事業(yè)運作來說，就是一種不可抗力因素。比如在電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程當中，高壓輸電線路所處的自然環(huán)境條件，與電力系統(tǒng)當中的其他設備相比而言，其受到雷電活動影響的可能性更大，其中最嚴重的一個問題就是由于雷擊所造成的跳閘。在所有的跳閘事故當中，由于雷電活動所造成的占到了1/3。而雷擊事故通常發(fā)生在地形比較復雜同時雷電天氣比較頻繁的地區(qū)，由此造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，及時進行高壓輸電線路綜合防雷措施的研究十分必要。

2 防雷技術(shù)概述

雷擊對于高壓輸電線路有著非常大的危害，所以說采用相應的防雷技術(shù)來對高壓輸電線路加以保護有著非常重要的意義，只有對于防雷技術(shù)加以有效的應用，才能夠保證高壓輸電線路的正常運行，進而保證人們的安全用電。當前在高壓輸電線路中，經(jīng)常采用的防雷技術(shù)包括減小避雷線的保護角、降低桿塔的接地電阻、安裝線路避雷器、架設耦合地線等，合理地對于這些防雷技術(shù)加以應用，能夠有效的提高高壓輸電線路的抗雷能力，同時在應用這些防雷技術(shù)的過程中，也應該根據(jù)高壓輸電線路的實際情況來對其進行綜合的應用，從而有效的保證電網(wǎng)的安全運行。

3 高壓輸電線路綜合防雷措施必要性

輸電線路是電力的物理傳輸媒介，同時也是電網(wǎng)的一個最基本的組成部分，而由于高壓輸電線路基本上都是架設在戶外的，而且大多數(shù)的高壓輸電線路都面臨著雷擊的風險，因此必須要采取有效的措施來對雷擊問題加以防范，尤其是在一些雷雨多發(fā)的地區(qū)，許多的電力系統(tǒng)故障都是由于雷擊而導致的，所以高壓輸電線路綜合防雷措施就顯得尤為重要，同時采取這些綜合防雷措施也能夠避免由于雷擊而造成的高壓輸電線路故障，從而使得高壓輸電線路能夠得以正常運行電力的輸送。采取綜合防雷措施，可以有效的避免雷擊跳閘、雷電波入侵變電所等故障，從而使得整個電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定地得以運行。

4 高壓輸電線路綜合防雷措施研究

4.1 減少直擊事故

針對220kV/66kV輸電線路，通常情況下不用太擔心感應雷的活動。因為一般來說感應雷過電壓輻值在300kV左右，最大值也不會大于500kV。但是66kV線路其絕緣水平就已經(jīng)達到了500kV。所以，如果是感應雷，其過電壓的幅值通常是低于220kV/66kV線路的絕緣水平的，因而不會造成輸電線路閃絡或者跳閘事故的發(fā)生。雖然高壓輸電線路能夠應對一般的感應雷，但是如果遇到直擊雷，就十分危險了。從直擊雷本身來說，其主要有兩種活動形式：繞擊和反擊。而高壓輸電線路對于繞擊形式的直擊雷的應對能力遠遠低于對于反擊雷的應對能力。在高壓輸電線路當中安裝避雷線和桿塔能夠?qū)椫递^高的強雷進行攔截，提高線路應對反擊雷的能力，降低跳閘事故發(fā)生的概率。但是對于輻值更低的弱雷而言，想要通過避雷線和桿塔來進行攔截的難度就相對更大。因為弱雷輻值較低，而避雷線和桿塔對其靈敏度就更小。因此，很多時候弱雷會躲過避雷線與桿塔的攔截繞擊到導線部位，一旦弱雷的輻值大于了輸電線路的應對雷擊的水平，就會直接導致跳閘事故的發(fā)生。而如果在直擊雷繞擊的過程當中，能夠?qū)⒗纵椫档牟糠忠奖芾拙€或者桿塔上，使其低于輸電線路的耐雷水平，而引到避雷線或桿塔的部分又能有效進行攔截，從而既能預防繞擊，又能避免反擊。在接地體反擊雷方面，想要有效提高對接地體反擊的應對能力，可以通過降低接地電阻、均衡電壓、屏蔽、分流、提高絕緣水平等途徑進行嘗試。

4.2 大跨距桿塔防雷

大跨距桿塔防雷是高壓輸電線路綜合防雷措施當中常用而且十分重要的一種。在雷電天氣環(huán)境下，如果雷擊造成停電，就會給線路的修復工作造成極大的困難。與此同時，著雷的概率是成倍增加的，感應雷的電壓值更高，而桿塔塔身的電力感應大，這些都直接給防雷工作造成了極大的困難。在高塔遭受雷擊的時候，由于塔頂?shù)碾娢惠^高，而感應雷過電壓很大，十分容易受到直擊雷繞擊。因此，此時可以降低桿塔接地電阻，從而有效提高高壓輸電線路的防雷水平。比如在土壤的電阻率高于2000Ω·m的時候，接地電阻就應當控制在20Ω之內(nèi)。另外需要注意的是，在大檔距線路中，不僅要降低接地電阻，同時還需要提高輸電線路的絕緣水平，增加絕緣體。與此同時，在金屬桿塔上加裝線路避雷器。對于安裝了避雷線的大跨越桿塔來說，其避雷線的保護角應當在20°以內(nèi)。

4.3 減小保護角

這里所說的減小保護角，實際就是減小避雷線的保護角，從而提高避雷線對導線的屏蔽水平，有效降低導線受到直擊雷繞擊影響的概率，從而避免高壓輸電線路遭受閃絡或者跳閘。根據(jù)具體的實施方法的不同，可以將減小避雷線保護角的方式分為三種：①保持避雷線與導線的高度不變，減小避雷線與導線之間的水平側(cè)向距離，從而達到減小保護角的目的；②保持避雷線的高度不變（也就是保持桿塔結(jié)構(gòu)高度不變），增加絕緣子片數(shù)，從而降低導線掛線點的高度，實現(xiàn)減小避雷線保護角的目的；③保持導線的高度不變，增加避雷線的高度，也就是增加桿塔結(jié)構(gòu)高度，從而實現(xiàn)減小保護角的目的。從我國常用的減小保護角方式來看，減小避雷線保護角不僅可以用于老線路的防雷改造，同時也可以用于新線路的防雷設計。在老線路防雷改造的過程當中，通過減小避雷線的保護角，能夠直接有效避免輸電線路發(fā)生雷擊跳閘事故，但是改造工程比較大，難度較高，而且所需的投資成本也高。總的來說，性價比不是很理想。在新建輸電線路的過程當中，通過減小避雷線保護角，就只需要針對桿塔部分進行重新設計施工，而不需要對整個線路進行改造。

4.4 加裝線路避雷器

這里所用到的就是線路避雷器技術(shù)，即在線路上安裝線路避雷器，并將避雷器與線路的絕緣子串進行并聯(lián)，從而有效提高安裝部位線路應對繞擊和反擊的能力，同時還可以有效降低絕緣子發(fā)生閃絡的概率，避免直擊雷造成跳閘事故。根據(jù)線路避雷器不同的結(jié)構(gòu)，可以將其大致分為帶串聯(lián)間隙型線路避雷器和無間隙型線路避雷器。之所以需要安裝線路避雷器，就是為了能夠提高安裝部位線路應對直擊雷繞擊和反擊的能力，盡可能降低閃絡和跳閘事故發(fā)生的概率，進而提高線路運行的穩(wěn)定性與安全性，提高供電系統(tǒng)的可靠性。由于線路避雷器的安裝不僅可以提高安裝部位線路的防雷水平，同時還可以降低雷擊跳閘事故發(fā)生的概率，不僅可以降低線路非計劃停電的時間，同時還可以提高電力系統(tǒng)的可靠性。因而相對其他防雷措施而言，該措施的防雷效果更加明顯。但是由于這種措施只能保護安裝部位的線路，通常只有桿塔兩側(cè)一個檔距，因而為了能夠擴大保護范圍，必須要安裝多個線路避雷器。從這個角度來說，其整體工程造價就比較高。所以在安裝線路避雷器的時候，需要嚴格按照經(jīng)濟適用的原則選擇最合適的安裝方案。如表1是兩條輸電線路能夠安裝線路型避雷器桿塔的參考數(shù)據(jù)。

4.5 其他

除了上述常用的防雷措施而外，目前在用的還有很多防雷措施，例如架空地線、并聯(lián)間隙技術(shù)、安裝避雷針等等。其中，架設耦合地線就是當降低桿塔接地電阻的難度較大時，就在導線下方架設一條接地線，從而提高輸電線路應對反擊的能力，降低因反擊而造成系統(tǒng)跳閘的概率。通常這種技術(shù)都運用于接地電阻較高的情況。輸電線路并聯(lián)間隙技術(shù)是通過在線路絕緣子串的兩端串聯(lián)一對金屬電極從而形成間隙，使得雷電活動的時候，雷擊線路所導致的閃絡發(fā)生在間隙的地方，從而為絕緣子串提供安全保障。另外，加裝避雷針技術(shù)就是利用避雷針很強的引雷能力來降低雷電對導線的影響，降低導線發(fā)生雷擊事故的概率，從而為電力系統(tǒng)供電提供安全保障。當前主要用到的相關技術(shù)包括加裝避雷線水平側(cè)針和可控放電避雷針等。加裝的避雷針如圖1所示。

表1 可安裝線路型避雷器的桿塔

圖1

5 小結(jié)

自然界中天氣變化多端，而雷電天氣又是其中比較復雜的一種。雖然科技水平在不斷提高，但是當前人們對雷電天氣的認識仍然還不全面，對于雷電活動的控制能力也很弱。所以，為了能夠有效減少雷電活動對高壓輸電線路的影響，為電網(wǎng)運行提供安全保障，我們需要做好對雷電活動的預防措施，提高防雷技術(shù)。本文從直擊事故預防、保護角、桿塔防雷、避雷器等多個方面進行了防雷措施的探討，希望能夠為以后的高壓輸電線路綜合防雷提供參考，促進電力系統(tǒng)的正常運作。

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[3]鄭輝.高壓輸電線路綜合防雷措施及其技術(shù)特點分析[J].科技視界，2014（10）：280，310.

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1004-7344（2016）21-0066-02

2016-6-18

馮自豪（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電線路運行維護及檢修方面工作。