淺析送電線路防雷技術

魏美寶

摘 要：架空輸電線路是電力系統的重要組成部分。由于架空輸電線路路徑通常需要跨越高山地區、丘陵地區以及部分空曠的區域，加上輸電線路很長，增加了雷擊發生的次數。通過實際運行經驗，對輸電線路雷害原因進行分析，影響雷害的因素是多方面的，根據雷害故障的性質以及線路運行情況，考慮現場地理情況，提出有針對性的防雷措施。

關鍵詞：輸電線路 雷害原因 防雷技術

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（b）-0048-02

電力輸電線路具有較多的種類，而架空輸電線路是包含在其中的一種，其主要具有施工速度快、維修簡單、成本較低等特點，因此在近年來對架空輸電線路的建設得到電力企業的大力支持。但由于架空輸電線路多架設在野外比較空曠的自然環境中，從而大大提高了架空輸電線路受雷擊的損害，對架空輸電線路做好防雷相關設施配置、以及設計，可有效預防受雷擊的影響，以及提高架空輸電線路運行的穩定性。

1 分析雷擊線路跳閘的原由

架空輸電線路出現雷害故障需經歷以下幾個時期：當輸電線路受到雷電過電壓時—線路發生閃絡—由閃絡變成工頻電壓—跳閘—中止供電。此上，對山區送電常出現大、高差檔距以及跨度大等現象，此是降低架空線路耐雷擊水平的主要原因。

此外，當雷擊避雷線或者塔、桿頂部時，雷電電流會經過接地體與塔體，進而造成桿塔電位變高，并在相導線上出現感應過電壓，如相導線感應過電壓與升高塔體電位形成的電位差大于架空線路絕緣閃絡電壓值（uj>u50%）時，桿塔與導線間會出現閃絡，通常被稱為反擊閃絡因此，需采取以下預防措施：首先減少和杜絕直擊，避免輸電線路被雷直擊；控制線路出現閃絡的概率；減少工頻電弧，采取措施防止停電。

2 合理安裝避雷針

避雷針的安裝是輸電線路常常使用的防雷方法之一。但在應用過程中會受到避雷針的影響，造成保護范圍過小和雷擊概率變大等現象。通過對以往由避雷針引起的雷擊故障進行研究可知：避雷針與被保護物之間的距離有著重要的關系；此外，因避雷針具有引雷作用，反而增加受雷擊機率；當雷電被引至避雷針上時，強雷電流會順著避雷針流向大地后可能形成磁場而引起截應過電壓，其與受到雷擊的距離成反比，跟雷電流大小和變化速度則為正比。

目前，我國在相關管理規定中明確指出被保護物接地裝置與避雷針之間的地中距離Sd需大于3m，距離被保護物空氣中距離需大于5m，對于這一標準，電視發射塔及微波塔天線上的避雷針難以達到規范標準，因此不建議架空輸電線路應用此種防雷措施。

3 對避雷線的安設進行分析

安設避雷線是輸電線路防雷保護最基本的方法，也是效果最好的方法。通過安裝避雷線不但能預防雷電對導線的直擊，并且還具備以下作用：一是分流作用，使流經桿塔的雷擊電流被減弱，也減弱了塔頂電位；二是對導線有屏蔽效果，降低導線上的感應過電壓；三是對導線起耦合作用，減弱線路絕緣子的電壓。

通常線路電壓的高低與應用避雷線的效果優劣成正比，另外在線路造價方面避雷線所占比重并不高。為使避雷線對導線的屏蔽效果提高，使繞擊率變小，必須把避雷線對邊導線的保護角做到20°～30°。輸電線路包含110kV及以上電壓等級均應當全線安設避雷線，假如條件充許35kV輸電線路也可采用。

4 加強輸電線路的絕緣

因一些區域的架空輸電線路需采用大跨越高桿塔，例如應用跨河桿塔，進而大大增添了桿塔落雷的機會。為減弱輸電線路跳閘率，需在高桿塔上安裝絕緣子串片數，進而拉開地線與加大跨越檔導線之間的距離，使線路絕緣增強。

根據實際情況分析起到較明顯的效果，我縣35 kV荷均線線路在2009年整年跳閘統計次數為13次都是因雷擊，后到秋季安排停電登桿洗瓶并給易受雷擊的桿多增加一片，第二年雷擊跳閘率明顯下降，2010年統計次數僅為5次。

5 安裝避雷器

避雷器是一種直擊雷防護設備，簡稱消雷器，早在上世紀就已廣泛應用，當前我國輸電線路中裝設的消雷器高達上千套，并且均獲得良好運行效果。近幾年雖然在消雷器的理論及機理上還存在一些矛盾，但是消雷器的效果是大家有目共睹的，它在消除和減少雷擊中有良好效果，由于其在接地電阻上并無特別要求，且消雷器保護范圍比避雷針更廣，已被人們普遍接受和認可。

6 降低接地電阻

由于桿塔接地電阻對高壓輸電線路耐雷水平有直接影響，通過以下數據分析可看出110～500kV線路耐雷水平跟桿塔接地電阻間的關系。

（1）電壓等級越高，桿塔接地電阻降低的作用變得更關鍵。針對土壤電阻率高的區域，需采用如置換土壤或更換接地網等措施降低電阻；雷擊多發區域，應確保主網線路桿塔接地電阻高于10Ω，山區應超過15Ω。

（2）在夏季雷雨天氣較多時，應提前按照規定要求，對雷擊多發地線路桿塔接地電阻進行測量。

（3）接地裝置深埋距離需在0.6m以上，可采用大截面的接地引下線，同時做好引下線表層的防腐工作，按要求嚴格對接地裝置的截面、埋入深度、接頭等進行重點檢查，不合格的及時進行處理。

為了保障其接地效果，應確保接地系統連接的穩定性，確保接地系統中接地網與接地引下線的連接、架空地線與桿塔接地引下線的連接。同時為了保障接地網的接地效果，通常要求接地體的沖擊系數<1，以下公式（1）為接地裝置工頻接地電阻計算方法：

目前，我司35kV線路基本都是在高山，對110～500kV線路耐雷水平與桿塔接地電阻的關系進行分析，數據分析以下所示。

（1）系統標稱電壓110kV。當接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時；其耐雷水平分別為：63.4kV、40.7kV、24.3kV、15.8kV；P1所在百分比分別為：19.0%、34.5%、52.9%、66.1%；相對危險因素分別為：1.0、1.8、3.5、3.5。

（2）系統標稱電壓220kV。當接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時；其耐雷水平分別為：110.2kV、75.7kV、47.7kV、32.0kV；P1所在百分比分別為：5.6%、13.8%、28.7%、43.3%；相對危險因素分別為：1.0、2.5、5.1、7.7。

（2）系統標稱電壓500kV。當接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時；其耐雷水平分別為：176.7kV、125.4kV、81.2kV、55.2kV；P1所在百分比分別為：1.0%、3.8%、11.9%、23.6%；相對危險因素分別為：1.0、3.9、12.1、24.1。

7 結語

綜上所述，影響輸電線路雷擊跳閘率的因素眾多，在實際工作中應結合現場的狀況，對地理、氣象、線路運行等進行勘察，并仔細核算輸電線路的耐雷水平，對措施實施的難度、工作量、效果和可行性等方面進行研究，從而選取出最為恰當的防雷方式，以保障送電線路的正常運行。

參考文獻

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