對于電力輸電線路防雷問題的探究

朱榮冬

國網福建武平縣供電有限公司

對于電力輸電線路防雷問題的探究

朱榮冬

國網福建武平縣供電有限公司

輸電線路設立于戶外，易受外界環境條件影響，降低供電的穩定性。其中雷擊是輸電線路最常遭遇的環境危害，引發供電故障。因此研究電力輸電線路防雷的問題十分必要。本文主要從電力輸電線路遭遇雷擊的危害及發生原因出發，提出了輸電線路防雷的措施。

輸電線路；防雷措施；管理辦法

前言

輸電線路可以分為架空輸電線路與電纜線路，用于電能生成后的升壓和輸出控制。是供電系統重要的組成部分。輸電線路曝露在野外，因此常遭遇雷擊等自然災害。需要通過必要的措施加強防范和管理。

一、雷擊對電力輸電線路的影響和發生原因

輸電線路按照結構形式可以分為架空輸電線路和電纜線路。發電廠利用變壓器將產生的電能進行升壓，并借助斷路器等變電控制設備來進行輸電線路對接，完成電能的輸送工作。輸電線路架設于戶外，常受雷擊等自然天氣的影響。尤其是雷雨高發的夏季，線路因為雷擊而產生的跳閘、斷電的情況十分集中。常發生的雷擊現象有三種情況，一是雷電直接擊中輸電線路導線，造成線路瞬時電壓過高，從而導致單相接地、跳閘甚至斷線；二是雷電擊中桿塔，使線路產生感應過電壓，造成導線電荷負載加大；三是雷電擊中避雷線，產生反彈，擊中線路。雷電擊中輸電線路，可能會導致雷電波入侵主線路，危害到防雷設備以及變電站電氣設備等，影響供電安全。目前對于超高壓、特高壓等輸電線路發生雷擊的具體原因尚不明確。而對于110kV及以下輸電線路來講，引起雷擊的原因可以歸結為：第一，防雷措施不完善，不能夠根據線路類型架設避雷線或安裝避雷器；二是線路的絕緣措施不足，導致線路遭遇雷擊后，絕緣子被擊穿，增加過感應電壓；三是輸電線路的檢測措施不完善，不能夠及時發現輸電線路存在的防雷疏失。因此，應針雷擊的現象和產生原因采取恰當的防雷措施和防雷管理。

二、電力輸電線路防雷措施

1、電力輸電線路的防雷措施的基本原則

電力輸電線路的防雷措施的最終目的就是為了降低雷擊對供電的影響，增加線路的安全穩定性。因此在安排防雷措施需要滿足幾個小目標：首先要求防雷措施可以避免線路遭受雷電的直接擊中；其次是當線路遭遇雷電后絕緣不閃絡，降低跳閘或者單相接地的可能性；再次，發生閃絡現象后不會建立穩定的工頻電弧，危害輸電線路和變電設備的安全；最后，就是降低停電發生的可能性，保障電力的供應。這幾個原則具有遞進的關聯，即使得輸電線路防雷具備多重保障。

2、電力輸電線路的主要防雷措施

電力輸電線路除了通過合理設計桿塔的位置高度，增強架空線路的結構設計等辦法進行防雷控制外，還可以通過設置相應的防雷設施和設備，來增強線路的防雷效果。目前來講主要的措施有架設避雷線、安裝避雷器以及提升線路自身耐雷性等。

(1)架設避雷線。架設避雷線可以有效防止雷對線路造成直擊，對雷電進行有效的分流，防止雷擊電流過多流入，降低桿塔電壓，保護電線的絕緣層。對于避雷線的架設要選擇合理的地理位置，需要架設在比較寬敞的場所，否則不但不能起到防雷效果還會出現防雷反效果。沖擊系數的設置是避雷線發揮防雷作用的關鍵。其工作原理是設置值為α的沖擊系數，代表避雷線與被保護導線兩者的關系，其中被保護導線己做絕緣處理，那么當雷擊產生的感應電壓遠小于避雷線，避雷線就可以有效的分擔感應電壓，保護絕緣導線[1]。另外，為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，減小繞擊率，應保證避雷線與邊導線的保護角控制在25°±5°。

(2)安裝避雷器。避雷器的主要作用是保護線路的絕緣體，作為一種非線性電阻安裝在線路中，防止絕緣體閃絡。根據線路的電壓等級的不同，在考量避雷器的耐雷性上也有所區別，目前國內已經開發了配合各輸電等級的避雷器，安裝前要進行相應的耐雷測試，確保其足以應對首次雷擊及后續雷擊對輸電線路帶來的感應電壓的增加。目前輸電線路的避雷器是氧化鋅避雷器，這種避雷器的放電效果較好，可以有效地截斷工頻續流，對輸電線路的感應電壓起到限制作用。但避雷器的整體成本較高，且防雷的范圍比較小，需要通過合理的位置控制和組數搭配類提升防雷的效果。

(3)提升線路的耐雷性。輸電線路耐雷性的提升主要是通過兩種辦法來進行的。一方面是提升線路的絕緣性能，另一方面是降低接地電阻。對于輸電線路而言，桿塔的架設比較高，跨越度往往比較大，部分地區還需要采用跨河桿塔的方式來進行架設。進一步增加輸電線路遭遇雷擊的可能性。那么此時，可以通過增加桿塔絕緣子串片的數量來延長跨越檔導線和地線之間的間隔；中低壓的輸電線路還可以使用瓷橫擔高耐壓絕緣子來提升線路的絕緣性。而降低線路接地電阻相比提升絕緣性而言，其耐雷性提升效果更佳。可以通過地網增補或者釋放降阻劑來進行。根據當前的線路接地情況來看，接地電阻的變化性比較大，工作人員經常依據經驗和阻率來進行推斷，因此需要通過后期的補充措施來降低線路的接地電阻。

三、提升電力輸電線路防雷的管理辦法

除了在線路中增加必要的防雷措來提升輸電線路的防雷效果外，還應通過日常的管理行為來對防雷效果進行規范和監督。筆者認為需要從兩個方面進行優化：一是增強輸電線路的日常巡檢強度。建立定期的巡檢計劃和制度，并落實日常巡檢責任制。提升線路巡檢人員的責任及時和技能水平。降低人為偷盜或者自然外力對線路防雷措施的損害。對線路的巡檢情況做好記錄，并開展巡檢總結和討論工作。提升工作效率；二是引入避雷設備和措施的檢修制度，結合設備定檢和狀態檢修來對避雷設備的性能進行檢驗。例如避雷器應按照每2-3年為一檢修周期進行停電檢查，并在5年后進行直流電及參考電壓下的泄露電流測驗，保障線路避雷器的性能滿足防雷需求。對于性能不符合要求的避雷器要及時進行更換處置。

結束語

綜上所述，電力輸電線路受雷擊影響，發生供電故障，影響供電的穩定性。在進行線路架設時，可通過設置避雷線、避雷器，增強線路絕緣和降低接地電阻等防雷措施來提升線路的防雷性能。同時，為了防止線路遭遇人為和自然外力的破壞，應通過加強巡檢、狀態檢修的辦法來提升線路防雷的效果。

[1]楊明，楊洋.對輸電線路防雷方法探究[J].工業，2017(2)：00264-00264.