送變電線路的防雷措施分析

李志安

（國網山西省電力公司運城供電公司 山西 運城 044000）

摘 要： 由于科學技術高速發展，電力工程事業也逐漸發展壯大，以較高的速度發展。作為一種 無法規避的自然現象，雷電是導致高壓送變電線路跳閘率的主要原因。因此，亟待對送變電線路防雷中出現的問題進行處理，制定有效的防雷舉措，確保送變電線路穩定有序運行。

關鍵詞： 送變電線路；防雷；措施

引言

由于電網范圍逐漸拓寬，雷擊送電線路經常會帶來跳閘、停電等現象，因此，對送電線路供可靠性上也提出了更高的要求。由電網故障分類統計相關數據可知，對于我國經常出現跳閘的一些地區，高壓線路運行的總跳閘次數當中，因為雷擊導致的事故在總數中所占比重達到50%到70%。特別是一些多雷、土壤電阻率較高且具有復雜地形的山區，雷擊送電線路經常會產生事故，后果較為嚴重。因此，必須積極做好送電線路的防雷工作，降低電網送電線路的跳閘率對于電力企業而言具有巨大的意義。

1送變電線路防雷中存在的問題

1.1設計問題

第一，在上個世紀八十年代時，在設計220kv與220kv的線路時，未能向電力部門提供土壤電阻率，造成接地電阻存在較大隨意性。部分變電線路的整條線僅僅只有一個設計值，然而建設的允許值，然而建設的允許值要遠遠大于實際值。這些問題在很大程度上會降低了送變電線路的防雷水平。在線路接地裝置的實踐中，主要是以設計的電阻值為判斷依據，然而目前難以解決電阻減少的問題。第二，由于送變電線路不斷擴大鋪設范圍，對山區而言，在線路上必須增加雙避雷線進行保護。然而部分山區的高差較大，因此造成實際線路鋪設的保護角過大，有利于避雷線保護線路。

1.2客觀問題

由于雷電現象即為一種難以預知的自然現象，雖然在世界范圍內未能正確認識送變電線路雷害，依然有部分內容不能直接知曉，另外，送變電線路即為在空氣之中架設，使得自然破壞的可能性增大。當前，觀測技術存在較大的限制，因而難以對每一次線路遭受雷擊的有關技術參數進行準確測量，也難以對雷擊故障的閃絡類型進行準確區分，進而會對我們目前有效開展雷擊預防措施產生影響，因此，亟待提升檢測技術，實現準確地檢測。

1.3遠行維護問題

第一，由于使用年限日益增加，送變電路越來越老化，并且部分原本的送電線路接地電阻自身就有較高的接地電阻，因而在遭受雷擊后，會得出接地電阻值比原本要高的結論。經過調查分析可知，歷史因素是造成這些現象的主要原因，比如，部分地區的土壤電阻值原本較高，鋪設路線時有許多不合理的設計參數，甚至部分線路由于運行時間逐漸增加，而導致接地電阻值越來越大。第二，在線路桿塔接地上的問題也較大，設置的許多接地設置未能符合預期標準，尤其是由于線路電阻逐漸增加，目前的接地裝置存在老化嚴重、年久失修的情況較多，因此會增加線路的電阻，目前使用的降阻劑也會在一定程度上腐蝕地下線路，這些損壞均會降低線路防雷性，還會增加雷擊次數。第三，在改造線路接地裝置時，未能嚴格控制質量，形成的效果不理想。在敷設線路時，接地改造即為一項至關重要的工作，在施工實踐中常常對中間環節的質量檢查不夠重視，僅僅只是象征性地檢查了最后階段，因而會導致接地改造隱患較大，造成眾多接地裝置改造工程難以實現良好的效果。

2送變電線路防雷問題的有效措施

2.1 降低桿塔接地電阻

為確保送電線路防雷設施可靠有效，每一根桿塔一般都應敷設接地裝置，并與地線牢靠連接，以使擊中地線或塔頂的雷電流通過較低的接地電阻泄入大地。而降低桿塔沖擊接地電阻則是提高線路耐雷水平和降低雷擊跳閘率最有效也是最經濟的方法。對于500KV 線路，降低沖擊接地電阻 5Ω，耐雷水平可提高 15%-20%，跳閘率可降低 40%-45%。必要時還可以采取以下措施來降低桿塔的接地電阻：對同一條線路采用分段成片改造，使相鄰桿塔的接地電阻下降；與相鄰線路的鄰近桿塔的接地連接，將桿塔延伸到周圍的低土壤電阻率地區。

2.2采用中性點非有效接地方式

電力系統采用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式，可以使由雷擊引起的大多數單相接地故障能夠自動消除，不致于引起相問短路和跳閘。而在二相或三相落雷時，由于先對地閃絡的一相相當于一條避雷線，增加了分流和對未閃絡相的耦合作用，使未閃絡相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。

2.3加強線路絕緣

由于送電線路個別地段需采用大跨越桿塔，這就增加了線路的落雷機會。高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也就越大。為了降低線路的跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串的片數，加大大跨越檔導，地線之間的距離，以加強線路的絕緣。

2.4架設耦合地線

在降低桿塔的接地電阻有困難時，可以采用架設耦合地線的措施，即在導線下方再架設一條地線。它的作用是加強避雷線與導線間的耦合使線路絕緣上的過電壓降低，同時也增加了對雷電流的分流作用。運行的經驗表明，耦合地線對減少雷擊跳閘率的效果是顯著的，可降低 50%左右。

2.5 架設地線

2.5.1地線架設

該項措施是高壓線路防雷的基本手段，主要是為了避免直接雷擊導線，并且使得流經桿塔入地的電流降低，進而使塔頂電位減小，利用對導線的耦合作用，降低線路絕緣承壓，屏蔽導線減小感應過電壓。由實際情況可知，線路電壓越高，則說明地線的效果更好，同時在線路造價中地線占比較小。我國現行規程規定500kv 送電線應沿全線架設雙地線，其保護角不大于 15度，山區宜采用較小的保護角。桿塔上兩根地線間垂直的距離，不應超過導線與地線間垂直距離的 5倍。另外，為防止雷擊檔距中央反擊導線，在檔距中央導線與地線之間在 15℃無風時的距離 S 應不小于0.0121+1（1 為檔距長度）。對于 500kv大跨越檔，導線與地線間的距離為 17.5m。采用三地線和負保護角地線保護 500kv 的送電線路。

2.5.2加強架空地線的運行與檢修

每當雷雨季節要來時，必須對地線銹蝕和接地引下線的連接情況進行重點檢查，及時處理測試接地裝置電阻偏大的情況。每年做春季預防性實驗在檢查重點即為該項工作，雷雨季節必須檢查被擊線路，及時更換和修補損壞的設備，打開產生閃絡的絕緣子串的導線、地線線夾進行檢查，如果有必要時還必須對擋線夾和接地裝置進行檢查，保證完整的接地裝置，降低雷擊閃絡跳閘率。

2.5.3完善測試方法

雷擊閃絡與接地裝置的完好性有直接的關系，因此降低桿塔接地裝置的接地電阻是減少雷擊跳閘發生的有效手段。從導泄雷電流的角度講，接地電阻應考慮整個泄流通道的電阻，是接地體電阻、接地引下線電阻和接觸電阻的總和。

從接地電阻的測試方法上講，存在 ZC-8 型接地電阻測量儀和CA6411 型電阻測量儀2 種方法。使用 ZC-8 型接地電阻測量儀的測量方法簡單，測量準確，性能穩定，但只能測量接地體的接地電阻，而且測量時需拆開所有的接地引下線，展放幾十米的導線，才能測量，同時要求所展放的電壓線和電流線應與接地體布置方向平行，否則容易產生測量系統誤差。因此，傳統的測量方法不僅工作量大，而且還要充分考慮布置方式復雜多樣的接地體布置方式，難免產生測量系統誤差。使用 CA6411 型電阻測量儀（ 鉗形表） 的優點是在接地系統接觸良好時，不用考慮接地體布置方式，就能準確測量出整個泄流通道的接地電阻，使用方法簡單，效率高。缺點是在接地系統生銹，接觸不良時，測量結果誤差較大，同時由于測量整個泄流通道的接地電阻，不能判斷超標電阻值產生的位置。單獨使用 ZC-8 型接地電阻測量儀或 CA6411 型電阻測量儀存在諸多優缺點。可以把二者結合起來，發揮各自優點，即首先用CA6411 型測量儀測量。如果接地電阻合格，則進行下一基的測量，如果測量不合格，再用 ZC-8 型接地電阻測量儀測量。

結語

雷電活動這一自然現象較為復雜，現階段，人類未能全面認識雷電，上述列舉的防雷措施即為我局防雷的一個重要經驗。防雷工作必須由電力系統各個部門的通力合作，進而降低雷害的產生幾率，最大限度降低雷害產生的損失。

參考文獻

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