電力線路的防雷措施的分析

戎蓉

【摘 要】在電力系統運行過程中，雷電是最嚴重的一種災害，所以，做好防雷措施對保護電力系統的安全運行有著十分重要的意義。目前，我國防雷措施一直都采用傳統的方式，這一理念的存在造成我國電力系統的防雷措施沒有得到改善。本文就對電力線路的防雷措施進行深入探討。

【關鍵詞】電力線路;防雷;措施;分析

送電線路采取的防雷措施主要包括位于桿塔頂端位置設置架空地線，運行維護內容為對桿塔接地電阻的創新完善與安全檢測。鑒于其防雷措施存在的局限性與單一性，無法有效滿足防雷的嚴格標注要求。而提高線路絕緣能力與架設耦合地線的防雷措施，由于特殊情況約束無法獲得正常施行，一般選取增加絕緣子數量或是替換成爬距相對較大的合成絕緣子提升線路絕緣性能，對避免雷擊塔頂產生反擊過電壓情況具有十分良好的效果。不過對于避免繞擊側情況發揮的作用明顯不足，且增加絕緣子數量的情況下，會受到桿塔頂端位置絕緣間隙與導線對地安全距離的約束影響。鑒于此線路絕緣能力的提升通常存在異性的限制范圍，安裝耦合地線通常在丘陵或是山地條件應用較多，能夠對導線進行屏蔽保護，采取擊距原理有效減小導線存在的暴露弧段。由于各種因素的限制約束，架設耦合地線不適用于舊線路防雷。鑒于此，研究不受條件約束的防雷對策至關重要，對于安裝線路避雷器以及減小桿塔接地電阻等采取整合與分析，基于對防雷方式的角度，真正發揮應有的防雷效果。

1、電力線路遭受雷擊發生跳閘的原因

配網電力線路遭受雷擊破壞的影響因素包括：架空地線、桿塔接地電阻、雷電強度、線路絕緣放電電壓。

1.1雷電直接擊中電力線路

通常，配網電力線路中產生大氣過電壓包括兩種情況：感應雷過電壓和直擊雷過電壓。其中，感應雷過電壓是雷電擊中線路附近的地面，產生電磁感應而引發的過電壓;直擊雷過電壓是雷電直接擊中電線形成的過電壓。按照性質的不同，可以將電力線路的雷擊故障分為雷電繞擊和反擊閃絡。運行經驗顯示，在電力系統受到的雷電襲擊中，直擊雷過電壓的危害性最大。由于配網電力線路對應的防雷措施不同，所以在選擇防雷措施時，首先要確定線路遭受雷擊導致跳閘的具體原因。

1.2電力線路遭受雷電繞擊

電力線路運行經驗、現場實測結果和模擬實驗結果均表明，電力線路遭受雷電繞擊的概率與高壓電力線路途經地的地形地貌、地質條件、桿塔高度和避雷線對邊導線保護角有直接關系。位于山地的電力線路受到雷電繞擊的概率是平原地區的3倍，因為在山區架設電力線路時，桿塔的跨越幅度和高差檔距較大，線路抵抗雷電的能力較弱。如果某地區的雷電活動強烈，則這個區段的電力線路會更容易受到雷電的襲擊。

1.3電力線路遭受雷電反擊

當雷電電流經避雷線、雷擊桿傳入接地和塔體時，會導致塔桿電位的升高，進而導致相導線出現過電壓。當塔體電位與導線過電壓合成的電流超過輸電線路絕緣子閃絡的電壓時，接地桿塔與導線間就會產生反擊閃絡。提高耦合系數、降低桿塔電阻、增強線路的絕緣能力、減小分流系數均是有效的電力線路防雷方式。

2、改進防雷措施的具體方法

根據防雷措施存在的不足之處進行改進，對于提升防雷效果，提高電力線路運行的安全穩定性具有重大的意義。改進現有的防雷措施主要包括以下幾個方面：

2.1科學合理規劃設計送電線路

為有效提升送電線路發展建設防雷能力，首先，最為根本的是對線路自身基礎設備設施做出保障，線路傳輸系統的基礎設備設施建設需最大程度減小引發雷擊范圍，從而對地理位置進行規劃有效降低雷擊情況的發生。比如，基礎線路建設階段，需盡可能排除水資源、礦產資源等區域，增強送電線路鄰近區域的絕緣范圍，確保傳輸穩定不受影響。又如，某地區線路基礎設備設施建設階段，對施工區域采取仔細勘察，對線路基礎設備設施建設進行科學合理的規劃設計，有效減小線路實際運行階段雷擊跳閘等現象的發生概率。

2.2減小保護角

保護角，即雷電保護角，指的是邊相導線與避雷線的連線方向與與避雷線相垂直方向的夾角，其主要的作用是保護邊相導線不會被雷電擊中，但是該角度值設計的不合理導致導線還存在發生繞擊性故障的危險，特別是對于導線另一側的雷擊放電現象無法做到完全避免。因此，減小該保護角的角度值，并盡可能使之成為負值才能最大可能保護導線不被雷電擊中。

2.3架設耦合地線

如果無法有效減少桿塔的電阻，可以在導線下架設地線，以增加導線與地面間的耦合效果，減少絕緣子的電壓值，并對雷電起到分流的作用。對35kV及以下電壓等級的線路來說，可以全線架設避雷線，通過消弧線圈接地，自動降低雷擊線路造成的單相接地，避免跳閘和相間短路故障的發生。兩廂或三廂線路遭到雷擊會造成導線的閃絡現象，但不會出現跳閘問題，因為閃絡導線的作用與地線相似，它增加了耦合作用，減少了閃絡導線上絕緣子的電壓值，提高了電力線路抵抗雷擊的水平。

2.4安裝避雷器

送電線路安裝避雷器，當桿塔同導線之間存在的電位差大于避雷器電壓情況下，避雷器則會產生分流效果，避免絕緣子發生閃絡現象。雷擊跳閘現象發生概率較大的送電線路，應采取科學合理的選擇性安裝。線路避雷器通常包括無間隙型與帶串聯間隙型。①無間隙型。避雷器同導線之間采取直連，對電站型避雷器做出借鑒與延續，帶有穩定的吸收沖擊能量，運行與操作電壓情況下，無放電延時與串聯間隙不發生動作，避雷器自身不帶電，排除電器老化問題;串聯間隙上部與下部位置電極為垂直設置，放電特性無變化、分散性較小等特點。②帶串聯間隙型。避雷器同導線之間采取空間間隙進行有效連接，雷電電流出現則會承受工頻電壓產生的作用，可靠性良好運行期限較長等特點。帶串聯間隙型應用較為普遍，間隙存在的隔離效果，避雷器不需要考慮運行電壓與老化問題，故障問題對線路運行不產生影響。

2.5線路運行管理

架空電力線路是確保電網正常運行的基礎，因為存在的位置相對特殊，受各種因素影響也比較嚴重，想要加強防雷效果，首先應該在管理方面做好工作。首先，應加強對防雷設備的定期巡視。受架空電力線路特殊性影響，一般配置的防雷設備都在野外環境，造成外力因素的破壞比較嚴重，包括自然因素以及人為因素。為確保防雷預防設備的完整性以及有效性，要求管理人員必須要定期對其進行檢查，能夠隨時掌握其運行狀態，確保其能夠在防雷措施中起到良好的效果。其次，防雷設備進行定期檢測。為確保防雷設備的正常運行，還需要定期對其進行性能檢測，主要是結合線路工作實際情況，制定詳細的設備檢修計劃，對線路避雷器記數的動作情況進行詳細記錄，線路避雷器運行一般要2～3年內停電檢修一次。如果線路避雷器運行時間超過5年，則需要停電進行直流1mA參考電壓以及75%參考電壓線泄露電流試驗，檢查避雷器本體是否存在劣化現象。

3、結語

為降低雷電災害事故產生，設計階段需對送電線路途經地區的自然情況、地形條件、雷電現象、土壤電阻率等情況做出充分的了解與掌握，并按照已經架設送電線路穩定運行的實際經驗等，采取對比的方式選取科學合理高效的防雷措施，增強送電線路防雷能力。雷電是較為復雜且隨機性較高的自然現象，需電力各個部門進行緊密協作配合，避免雷電災害事故發生的頻發，提升送電線路穩定運行的可靠性。

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（作者單位：國網山西送變電工程有限公司）