解析輸電線路雷害原因及防雷措施

孫文凱

摘 要：近年來，隨著自然環境不斷被破壞，每年雷暴日的數量在不斷增加，使得輸電線路的安全隱患也越來越多，越來越嚴重。為改變現狀，應首先確定引起輸電線路雷害故障的雷擊性質，對其雷害原因進行細致的分析，并采取可靠有效的防雷保護措施，以保證電網設備的安全。

關鍵詞：輸電線路；雷害原因解析；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備，給輸電單位造成直接的經濟損失。在初期的輸電線路工程建設活動中，建設方必須滿足絕緣性方面的技術要求。當前的變電所在輸電生產的過程中也發揮重大作用，保護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，為了提升供電企業的信譽度，長期提供穩定的輸電服務，必須針對雷擊等惡性事件，強化防雷系統，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對于供電可靠性與安全性有著直接的影響。一般情況下，輸電線路都架設在空曠的野外區域，有著縱橫交錯、走線長的特征，因此，在遇到雷雨天氣后，輸電線路很容易遭到雷擊的影響，一旦發生雷擊，輸電線路就會出現保護跳閘，這就會影響整個電力系統的安全運行。

2輸電線路的雷害原因

影響輸電線路雷害的原因有很多，為充分掌握輸電線路遭受雷害的情況，必須要結合現場環境因素對其進行綜合分析，通過仔細檢查雷擊事故現場以及模擬實驗，準確判斷其故障跳閘性質。輸電線路遭受雷擊的主要原因有以下幾個方面：線路絕緣子放電電壓超過正常值的一半；雷電流強度過強；桿塔的接地電阻異常；以及無標準架空地線。對于雷擊導致的輸電線路跳閘故障又可分為繞擊和反擊兩種，一般繞擊式跳閘發生概率較大，同時輸電線路雷擊事故還和其所處的具體地理位置也有關聯，不同的地形、天氣等環境因素對雷擊故障造成的影響都有不同程度的差異。由于天空中雷云放電導致過電壓的形成，使得輸電線路周圍容易出現雷擊現象，大氣過電壓是以輸電線路桿塔為放電通道，然后擊穿線路絕緣層，雷電造成大氣過電壓又分為兩種，分別是感應雷過電壓和直擊雷過電壓。從接地方面考慮雷擊，可以發現因為放電泄流需要通道，再加上大地能感應雷云中的異種電荷，因此接地裝置的完善和雷擊事故的發生有直接的關系。輸電線路一般承受的感應雷過電壓極限是400kV，而當線路過電壓小于35kV時，又會對絕緣層造成一定的傷害，只有超過100kV時，才不會影響其絕緣帶的安全工作狀況，故超過100kV的輸電線路雷害原因主要來自于直擊雷。輸電線路的桿塔高度和避雷線對邊導線的保護角也是造成其雷害事故的重要原因，而山區輸電線路的安全隱患問題更嚴重，山區地形復雜，使得輸電線路的架設存在跨度大、高差大等問題，同時由于山區地貌的特殊，經常出現多云多雨天氣，種種原因都導致山區雷電繞擊發生概率較大，根據統計山區地區雷電繞擊發生概率是平原地區的三倍左右。

3輸電線路的防雷措施

3.1架設避雷線

在輸電線路施工過程中，要架設避雷線用于保護輸電線路的安全運行。避雷線是最為基本和重要的防雷保護措施，具備防雷效果好、適用于輸電線路防雷保護的特點，輸電線路的電壓越高，越能起到良好的防雷效果。避雷線主要對輸電線路遭受直擊雷有著明顯的防護作用，在避雷線架設過程中，應減小避雷線對導線的保護角，以保證防雷效果。根據相關規定，220kV輸電線路以及330-500kV超輸電線應采用雙避雷線，避雷線對邊導線的保護角為20。同時，架設避雷線還能夠減少輸電線在雷電天氣條件下的閃絡次數，保證線路絕緣子串的穩定性，進一步避免輸電線形成感應電壓，保證導線運行穩定。

3.2架設避雷針

避雷針是有效的防雷措施，應將不同類型的避雷針架設到輸電線的不同部位，以達到最佳的防雷效果。具體架設要求如下：（1）在輸電線路的塔頂安裝可控放電避雷針，用避雷針吸引直擊雷，減少雷電繞擊輸電線路的情況發生；（2）在地線上安裝防繞擊避雷短針。雷電繞擊根據輸電線路檔距可劃分為不同安全等級的區域，距桿塔10-30m處為雷電繞擊危險區域，要重點采取有效的防雷措施。若地線上架設的避雷針側向斷針長度超過臨界電暈半徑，則會使側向斷針產生上行先導，可增強地線的引雷能力，在發生雷擊之前進行提前攔截，有效防范雷電繞擊輸電線路。

3.3降低桿塔的接地電阻

為了有效確保輸電線路和固體結緣不會被雷擊的擊穿，可以通過減少桿塔的接地電阻來實現。隨著桿塔接地電阻的不斷降低，塔頭電位下降很快，線路中的空氣和絕緣就越不容易被擊穿，設備的工作可靠性也就會越高。為了有效降低桿塔的電阻，需要根據桿塔設計的實際情況，掌握地網設計中需要達到的接地參數，并根據實際土壤電阻率來確定合適的接地電阻，并制定相關的施工方案和質量標準。只有桿塔的接地裝置滿足了設計的要求，才能有效提高設備的耐雷水平。在對舊電網的改造過程中，在完成新接地的改良工作后，應該新地網絡和舊地網絡有效連接起來，這樣可以進一步降低接地電阻。當前在實際的接地設計中，經常會采用水平放射型接地、垂直接地、水平加垂直混合地網、水平網絡接地等接地形式。在實際的應用過程中，深孔垂直接地的阻抗效果最好，如果施工條件滿足，應該盡量采用這種地網形式，這樣才能充分提高接地裝置的散流效果，讓接地保護裝置可以充分發揮自身的作用。

3.4采用消弧線圈接地裝置

消弧線圈接地系統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，只依據單相接地時的自身接地故障特征。第一類方法應用得最多，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接地故障線路的選擇。

4結語

綜上所述，輸電線路是電力系統的重要組成部分之一，其運行穩定與否直接關系到電網的運行可靠性。為保證輸電線路的安全、穩定、可靠運行，應當對各種防雷技術措施進行綜合運用，以此來增強線路的防雷水平。

參考文獻

[1] 榮晨.高壓輸電線路綜合防雷措施的分析與探討[J].科學技術創新，2018（12）：51-52.