解析輸電線路雷害原因及防雷措施

黃文勝

摘要：雷害問題是影響輸電線路安全運行的主要原因，但是因為雷擊屬于自然環(huán)境因素，具有不同程度的隨機(jī)性，為降低雷害事故的發(fā)生概率，在開始設(shè)計輸電線路時，就需要考慮到其周邊環(huán)境雷電活動情況，同時結(jié)合地理位置加強(qiáng)防雷保護(hù)措施，以保證輸電線路的安全平穩(wěn)運行。為將雷擊事故后果減小至最低，必須要找到最適合該地區(qū)輸電線路的防雷措施，并且通過各部門的合作完善線路的運維工作。

關(guān)鍵詞：輸電線路;雷害原因;防雷措施

1輸電線路防雷工作的必要性

雷擊問題不僅會影響到輸電線路的安全性，同時還會破壞線路中已有電力設(shè)備，給輸電單位造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。在初期的輸電線路工程建設(shè)活動中，建設(shè)方必須滿足絕緣性方面的技術(shù)要求。當(dāng)前的變電所在輸電生產(chǎn)的過程中也發(fā)揮重大作用，保護(hù)不到位也會受到雷擊影響，輸電線路的整體安全性不能被保障，為了提升供電企業(yè)的信譽(yù)度，長期提供穩(wěn)定的輸電服務(wù)，必須針對雷擊等惡性事件，強(qiáng)化防雷系統(tǒng)，減少雷雨天氣給輸電線路的惡劣影響。輸電線路是電力系統(tǒng)運行的主動脈，起著連接用戶與變電站的作用，輸電線路的運行狀態(tài)對于供電可靠性與安全性有著直接的影響。輸電線路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是輸電線路絕緣水平低;二是防雷裝置不足;三是線路安裝有問題;四是設(shè)備和線路維修不到位。輸電線路都架設(shè)在空曠的野外區(qū)域，有著縱橫交錯、走線長的特征，因此，一旦發(fā)生雷擊，輸電線路就會出現(xiàn)保護(hù)跳閘，這就會影響整個電力系統(tǒng)的安全運行。

2輸電線路的防雷措施

為有效實施輸電線路的防雷措施，首先應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，強(qiáng)化其防雷設(shè)計，以提高輸電線路的防雷性能，促使雷擊跳閘率的降低。除了確定輸電線路的運行方式外，輸電線路架設(shè)地區(qū)的雷電活躍強(qiáng)度、土壤電阻率以及地形地貌特征等自然環(huán)境因素也需要被考慮，通過比較模擬數(shù)據(jù)，以及縱觀國內(nèi)外多年經(jīng)驗，找出最有效可靠的輸電線路防雷保護(hù)措施。經(jīng)研究證實，以下幾項防雷措施都能有效的解決輸電線路雷害問題：

2.1裝設(shè)避雷線

高壓輸電線路防雷的基本措施之一就是裝設(shè)避雷線，這樣不僅可以防止雷電直接擊中導(dǎo)線，產(chǎn)生具有破壞性的過電壓威脅輸電線路的安全運行，避雷線還可以將雷電接引進(jìn)入大地，而保證輸電線路不被雷電流造成的過電壓破壞。同時避雷線最重要的部分就是其保護(hù)角的設(shè)置，必須要根據(jù)規(guī)范的防雷措施設(shè)計避雷線保護(hù)角，還要考慮山坡地區(qū)對保護(hù)角的影響，防止因避雷線的不規(guī)范裝置，導(dǎo)致線路閃絡(luò)次數(shù)的增多，從而影響電網(wǎng)運行的安全可靠性。對于避雷線的引流功能，其實施過程是由于接地電阻的不同，使得桿塔頂部電位的差異，當(dāng)雷電波在避雷線中傳輸時，因為線路的耦合作用很容易感應(yīng)出另一個行波，但是這類行波和桿塔頂部電位不同而造成的過電壓比雷電直擊時造成的過電壓小很多，這樣就可以保護(hù)輸電線路不受雷電高壓破壞。

2.2降低桿塔接地電阻

接地裝置作為輸電線路有效防雷措施之一，其是由接地體和接地線組成，接地體一般是直接與大地接觸的金屬體，而接地線是連接電力設(shè)備和接地體的金屬線。輸電線路的雷擊故障和桿塔的接地電阻是反比關(guān)系，降低桿塔接地電阻可以提高輸電線路的耐雷水平，從而降低雷擊跳閘故障的發(fā)生率。造成輸電線路接地電阻增加的原因有四種：①化學(xué)降阻劑的失效，其會根據(jù)時間的流逝，由于外界環(huán)境的影響使得降阻能力下降，從而接地電阻被增大;②接線體被腐蝕，當(dāng)施工過程中使用的化學(xué)降阻劑的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，再加上土壤的pH值小于7時，接線體作為金屬很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕和吸氧腐蝕問題，腐蝕情況最嚴(yán)重的就是接地線斷裂，出現(xiàn)“失地”情況;⑧受自然因素導(dǎo)致，如雨水沖刷破壞地貌，使得接線體被暴露在地表之上無法和土壤接觸;④受外力破壞，即人為破壞。為合理降低桿塔接地電阻，可以利用鐵塔和鋼筋混凝土的自然接地電阻，這類電阻數(shù)值雖然不高，但足以使輸電線路安全可靠的工作，對于高山地區(qū)，可以采用多根放射性接地體或者連續(xù)伸長接地體，而最簡單有效的方法就是采用接地降阻劑降低桿塔的接地電阻。

2.3強(qiáng)化輸電線路的絕緣帶

輸電線路的絕緣帶強(qiáng)度是影響其抗雷水平高低的直接因素，雷擊事故的發(fā)生概率和絕緣帶強(qiáng)度成正比。在雷電活躍地區(qū)和跨越大的桿塔處應(yīng)增加絕緣子片數(shù)，這些地方多為雷擊142電力訊息事故發(fā)生頻繁地帶，無論是桿塔頂部電位、感應(yīng)過電壓，還是受繞擊的概率都比別處要大，適當(dāng)?shù)脑黾咏^緣子片數(shù)，同時加大輸電線路和避雷線之間的距離，都可以強(qiáng)化絕緣帶，平時還需要加強(qiáng)零值絕緣子的檢測工作，及時更換和檢修破損的零值絕緣子。如今，我們常用同桿塔雙回線路的輸電設(shè)備，普通的防雷措施已經(jīng)無法有效起到防雷作用，可以采用不平衡絕緣方式，以保護(hù)輸電線路遭受雷擊時雙回線路不同時跳閘，不平衡絕緣方式就是當(dāng)輸電線路遭受雷擊時，絕緣子片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，然后這一回路可以當(dāng)避雷線使用，對另一條回路起到保護(hù)作用，提高其防雷水平，保證電網(wǎng)供電的連續(xù)性。對于絕緣子片數(shù)的裝設(shè)，高度超過40m有地線桿塔，每增高lOm就要增加一片絕緣子。

2.4采用消弧線圈接地裝置

對于雷電活躍地區(qū)，難以降低線路中的接地電阻，如llOkV及以下電壓等級的電網(wǎng)可以采用不接地方式或消弧線圈接地裝置，這種裝置可以使雷擊單相閃絡(luò)接地故障被消弧線圈消除，避免其出現(xiàn)持續(xù)共頻電弧現(xiàn)象，目前的消弧線圈接地方式運行效果良好。消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線方法歸納起來主要有兩類，一類是通過改變消弧線圈回路參數(shù)來獲取接地故障特征的方法;另一類方法不通過改變消弧線圈回路參數(shù)，只依據(jù)單相接地時的自身接地故障特征。第一類方法應(yīng)用得最多，它主要是線路單相接地時在消弧線圈旁并接電阻，以改變接地故障線路的零序電流，通過檢測各線路零序電流的改變實現(xiàn)接地故障線路的選擇。

結(jié)束語

現(xiàn)階段，我國輸電線路主要分布在曠野地區(qū)，且縱橫交錯，很容易受自然環(huán)境影響，其中雷電天氣造成的破壞尤為嚴(yán)重。輸電線路雷害事故占目前輸電線路故障發(fā)生總數(shù)的一半左右，并且仍存在逐年遞增趨勢，為考慮輸電線路運行的安全問題，必須要找出可以有效避免此類事故發(fā)生的防雷措施。

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