超高壓輸電線路運行中的防雷技術

郝建江　韓晉東　茹海波

摘 要：隨著經濟的發展，我國的500kV高壓輸電線路在電網輸配電系統中得到了廣泛應用，500kV高壓輸電線路中一般情況下都需要沿線布置避雷防護裝置。因為500kV高壓輸電線路的架設區域多為遠離城市居民區或農村密集地的地點，即多為空曠的平原、山嶺等人煙稀少地帶，相比于人員集中區，這些人員稀少地帶的氣候、地形都非常復雜多變，由此大大增加了輸電線路被雷擊的概率，從而導致線路的跳閘以及閃絡放電等事故，這對500kV高壓輸電線路造成嚴重的負面影響。因此，本文對500kV輸電線路的防雷治理進行分析研究。

關鍵詞：500kV輸電線路；防雷；治理措施

我國幅員遼闊，有很多地區屬于山區，地形起伏比較大，這就使得山中的輸電線路容易遭受到雷擊。雷擊的出現，既影響著輸電線路的正常使用，也影響著人們的日常生活，為此，各地區政府與人民都十分關注架空輸電線路的安全性。為最大程度地減少損失，做好500kV輸電線路雷的防雷治理工作很有必要。

1高壓輸電線路中防雷的重要性

隨著我國經濟的不斷發展，電網事業也取得較快的發展，在我國，電網事業對國家發展越來越重要了。工業的不斷發展以及人們日益增長的物質文化需求使得電網規模不斷擴大，尤其是近幾年來我國工業的飛速發展使得高壓電網線路增加，在經濟高速發展的時代，保障經濟發展所需要的用電是社會主義經濟發展的客觀要求，然而在我國高壓輸電線路中，高壓網系統自身結構的復雜性，很容易受到雷擊危害，當高壓輸電線路遭到雷擊時會使得高壓系統跳閘，從而影響經濟的發展，更為嚴重的是，當高壓輸電線路遭到雷擊時，會引發雷火、電火、一旦火勢蔓延開來，威脅到人們的生命財產安全，帶來巨大的損失，因此，在高壓輸電線路中，做好防雷工作是保障我國經濟發展以及人們生命安全的重要保障，有著重大的意義。

2雷擊種類

雷擊是主要危害500kV輸電線路正常運行的罪魁禍首之一，而直雷擊對輸電線路造成嚴重危害。它分為繞擊雷和反擊雷兩種。反擊雷的雷電流幅值一般在100kV以上，接地電阻值較大，呈現一基多項或者多基多項的閃絡基數和相數，不受地形的影響。而繞擊雷電流幅值在20KA到30KA之間，接地電阻關系不大，在山坡和山頂上容易發生。500kV輸電線路抗繞擊雷水平在15KA到30KA之間，抗反擊雷水平在100KA以上。一般情況下，如果遇上繞擊雷，都會造成跳閘現象，繞擊雷是500kV輸電線路的主要攻克對象。

3 500kV輸電線路容易導致雷擊的原因

桿塔的高度、避雷保護角、桿塔地面的坡度與繞擊雷有直接關系。當桿塔高度越高，電感性能越強，雷電線通過桿塔所產生電壓幅值就越大。而避雷線保護角越大，雷電繞擊區就會增加，繞擊次數和概率也相應增加。地面坡度越大，輸電線暴露的弧段就會增加，使得電感也隨之增加。當線路沿著坡體向桿塔時，坡體內側繞擊區就得到較少，但外側又得以增加，繞擊區大小直接影響著雷電繞擊的次數。大量數據顯示，由于地形造成線路的弧段過大和避雷線的保護角過大，雷擊的概率就會相當高。某一些地區由于地下有大量的易導電礦物質，也容易造成雷擊現象。由于大量的地下土質，和云層具有相反的電荷，而桿塔則形成大地的“尖端放電”，和云層的電感增強，再加上桿塔和導線均是良導體，線路本身又自帶電荷，這就極容易導致雷擊。

4 500kV輸電線路的防雷治理措施

4.1選取合理的輸電線路路徑

雷擊現象的出現，就有其必然存在的原因，所以產生了很多雷擊區，在選擇輸電線路的路徑時盡量避免經過雷擊區，就會減少很多的雷擊危害。容易造成雷擊危害的雷擊區主要有：地下水位高易導電或是地下含有易導電礦物質的區域；在一些地質形貌發生變化如山坡與平原的交接區域、斷層帶等地區土質的電阻率也會發生驟變，形成電阻率變低的區域；在山口峽谷地帶的順風區或山區的多風地帶等雷暴走廊區；如一些被水庫、水塘、河流、湖泊以及樹林等包圍的濕潤盆地；山丘頂部或植被長勢良好的向陽區等。

4.2安裝避雷針和避雷器

避雷針裝設的主要作用是為了進行分流和耦合，尤其是針對500kV的高壓輸電線路，降低絕緣子串電壓的效果更加明顯，由此能夠很好地預防輸電線塔頂線路的跳閘事故。避雷器裝設的主要作用是為了更好地串聯線路絕緣子串，以提高500kV高壓輸電線路預防雷電反擊和繞擊的能力，可以保護線路上的絕緣體不受雷電襲擊。避雷器的安裝地點要選取經受雷擊較多的塔桿，即選取雷電易發區的輸電線路段，而避雷器的安裝數量一般根據線路被雷電擊打的頻率來確定。裝設避雷器后可以提高輸電線路的預防雷電反擊的能力，降低雷擊跳閘現象的發生率。

4.3降低桿塔的接地電阻

由于各方面原因，如接地體遭受腐蝕、接地體外露、化學降阻劑性能降低甚至消失、外力破壞等，諸如上述原因使得桿塔的接地電阻增加，由此大大增加了架空輸電線路遭受雷擊的可能。基于此，降低桿塔的接地電阻很有必要。具體方法如下：工作人員首先要對桿塔的接地電阻進行測試，若偏高，再依據具體原因，如若因為土壤問題而使得接地體遭受腐蝕，就需要重新測試土壤電阻率，再重新輻射接電線，做好焊接工作；如果發現接地裝置出現斷裂，需要立即進行焊接，焊接結束后還需要對接地電阻再進行一次測試，若不合格要重新敷設；使用性能有利的降阻劑。

4.4采用不平衡絕緣的方法

隨著現代化工業的發展，保障工業的用電是我國經濟發展的重要內容。工業用電大多都是高壓電，在現代的高壓輸電線路上，在一根桿上架設多條線路的情況不斷增多，這樣做的目的是為了防止雷擊，避免雷擊帶來的損失，在此基礎之上，可以采用不平衡絕緣的方式來降低路線遭雷擊而跳閘的頻率，保障輸電線路的供電，滿足企業發展的需要，不平衡絕緣就是為了使得桿塔上的多條路線之間的絕緣體數量產生差異，減少雷擊時輸電線路中絕緣體之間的閃絡，從而提高了線路的防雷效果，保障輸電線路能夠持續供電。

4.5安裝線路自動重合閘裝置

安裝線路自動重合閘，也是架空輸電線路常用的一種防雷保護措施。安裝后輸電線路在遭受雷擊跳閘時，雷擊閃絡大多能在線路跳閘后自動重合成功，并立即恢復絕緣性能。因此，裝設線路自動重合閘可有效消除雷擊故障縮短跳閘時間，提高線路供電可靠性。

4.6增設耦合地線及塔頂防雷拉線

對于經常受雷擊的桿段，可在導線下面加裝一條耦合地線，對避雷線起分流作用和耦合作用，間接降低接地電阻；在重雷區的易擊點，可架設塔頂防雷拉線，當雷電流直擊導線時，首先會觸及防雷拉線，可以起到屏蔽作用和有一定的分流作用。

結束語：

輸電線路常規的防雷保護措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數，為大幅度降低或消除線路雷害事故，必須采取更有效的新措施。線路遭受雷擊既然是不可預測，不可避免的，那么我們應順其自然，以疏導為主，對于500kV輸電線路的特殊區域，應滿足設計規程所要求的接地電阻和耐雷水平，必要時要進行校驗，以便選擇適當的保護措施。

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