試論高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用

張林華

摘要：在電力系統(tǒng)中，高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵因素的一部分，如果高壓輸電線路發(fā)生故障，那么整個(gè)相關(guān)的電力系統(tǒng)幾乎會(huì)癱瘓。而對(duì)輸電線路來(lái)說(shuō)，大部分的方式都是架空輸電線路，這種方式比較容易被周圍的因素所干擾。雷擊就是一個(gè)很常見(jiàn)的干擾因素，并且雷擊造成的損害很大，會(huì)有比較嚴(yán)重的后果，所以要對(duì)其采用一定的預(yù)防方案來(lái)減少損失。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;綜合防雷;措施

一、輸電線路雷擊事故原因分析

（一）輸電線路絕緣配置不到位

絕緣裝置是為了避免輸電線路中產(chǎn)生電流回流。如果絕緣裝置配備不到位，甚至失去效用，容易發(fā)生故障跳閘。絕緣裝置一般使用周期較長(zhǎng)，老化現(xiàn)象較嚴(yán)重，一旦遭受雷擊，會(huì)造成非常嚴(yán)重的電力事故，且修復(fù)周期較長(zhǎng)，造成的損失較大。

（二）避雷線的使用問(wèn)題

避雷線是高壓輸電線路用來(lái)防雷的重要舉措，在雷擊發(fā)生時(shí)，避雷線可以有效的隔斷雷電與線路之間的通道，從而有效的減少直擊雷事故的發(fā)生概率，但是現(xiàn)階段，老舊輸電線路由于當(dāng)時(shí)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，線路設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行避雷線的設(shè)計(jì)時(shí)，避雷線對(duì)導(dǎo)線保護(hù)角度的設(shè)計(jì)考慮不足，使得避雷線不能發(fā)揮其良好的避雷效果。

（三）桿塔接地不完善

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)雷擊事故的發(fā)生都是由于雷電直接擊中線路或者擊中輸電線路附近的空曠地帶，造成了過(guò)電壓現(xiàn)象。發(fā)生過(guò)電壓事故的原因和桿塔接地裝置直接相關(guān)。桿塔接地的阻值如果高于標(biāo)準(zhǔn)值，就會(huì)直接降低輸電線路的耐雷水平。桿塔高度也會(huì)影響輸電線路的防雷能力，桿塔高度越高，引雷面積就越大，輸電線路的防雷能力就越弱，且反擊概率也越高，更容易跳閘。

二、高壓輸電線路綜合防雷的具體措施

（一）保持對(duì)高壓輸電線路絕緣配合的檢查

首先，有些地區(qū)因?yàn)楹０屋^高導(dǎo)致更容易遭受雷擊，對(duì)于這種情況，我們可以增加對(duì)絕緣子進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣子處于低值或零值時(shí)，要盡快更換，這樣才能降低雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。其次，絕緣子的狀態(tài)與防雷效果密不可分，絕緣子受灰塵等物質(zhì)而使絕緣爬距降低，所以在高壓輸電線路運(yùn)維中要增加檢查的頻率，防止被污染源損壞而造成損失。再次，當(dāng)線路處于多雷區(qū)或強(qiáng)雷區(qū)，我們可以采取不平衡絕緣、高絕緣的方法來(lái)使得雷擊跳閘率下降。

（二）架設(shè)避雷線

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在平原地區(qū)架設(shè)避雷線效果顯著。避雷線和避雷針的原理是相同的，都是把雷電通過(guò)導(dǎo)線引入地下的接地網(wǎng)，以減少其對(duì)輸電線路的危害。山地不僅是多雷區(qū)也是易繞擊雷區(qū)。多山地區(qū)易出現(xiàn)繞擊失效的現(xiàn)象。為減少繞擊，需減少保護(hù)角。對(duì)于已建成的桿塔，已無(wú)法改變其保護(hù)角，應(yīng)加裝綜合防雷裝置。對(duì)于正在建設(shè)或者準(zhǔn)備建設(shè)的桿塔，可合理設(shè)計(jì)保護(hù)角，一般不宜超過(guò)20°，最大不能超過(guò)30°。

架設(shè)耦合地線可有效降低輸電線路的反擊跳閘率。對(duì)于輸電線路，需降低桿塔的接地電阻，以加強(qiáng)防雷效果。通過(guò)增強(qiáng)避雷線和導(dǎo)線的耦合作用，可降低絕緣子串的過(guò)電壓，也可降低輸電線路反擊跳閘率，提高輸電線路的防雷、耐雷水平。

（三）架設(shè)避雷針

避雷針是有效的防雷措施，將不同類型的避雷針架設(shè)到高壓輸電線的不同部位，以達(dá)到最佳的防雷效果。具體架設(shè)要求如下：（1）在高壓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，減少雷電繞擊高壓輸電線路的情況發(fā)生;（2）在避雷線上安裝防繞擊避雷短針。雷電繞擊根據(jù)輸電線路檔距可劃分為不同安全等級(jí)的區(qū)域，距桿塔10-30m處為雷電繞擊危險(xiǎn)區(qū)域，要重點(diǎn)采取有效的防雷措施。經(jīng)運(yùn)用證實(shí)，防繞擊避雷短針與避雷線接觸處，因長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)損傷避雷線，造成避雷線斷線。（3）在桿塔頂?shù)膬啥税惭b綜合防雷裝置。主要是通過(guò)減少了架空避雷線與導(dǎo)線之間的保護(hù)角，若地線上架設(shè)的避雷針側(cè)向斷針長(zhǎng)度超過(guò)臨界電暈半徑，則會(huì)使側(cè)向斷針產(chǎn)生上行先導(dǎo)，可增強(qiáng)地線的引雷能力，在發(fā)生雷擊之前進(jìn)行提前攔截，有效防范雷電繞擊高壓輸電線路。

（四）降低接地電阻的阻值

影響高壓輸電線路安全運(yùn)行的重要因素為桿塔接地電阻的阻值，正常情況下，桿塔的基本情況確定之后，可以通過(guò)降低接地電阻的阻值來(lái)提高高壓輸電線路的耐雷水平。因此，運(yùn)維人員要正確掌握減小桿塔接地電阻的措施，以楚雄地區(qū)為例，該地區(qū)在降低接地電阻的阻值中主要采取了如下舉措，首先該地區(qū)應(yīng)用了石墨接地體，在新建桿塔或改造接地網(wǎng)中廣泛加以應(yīng)用，石墨接地體可以有效的降低接地體與地級(jí)之間的電阻，經(jīng)實(shí)踐證明，石墨接地體的使用起到了良好的降阻效果。其次，該地區(qū)在對(duì)桿塔保護(hù)角的設(shè)計(jì)上重視，并且在設(shè)計(jì)結(jié)束后應(yīng)用了相關(guān)的公式進(jìn)行檢驗(yàn)，避免桿塔保護(hù)角出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，為縮減接地電阻阻值的工作提供了重要的保障。除此之外，該地區(qū)還應(yīng)用了焊接接地技術(shù)來(lái)縮減桿塔的接地電阻，施工人員事先利用相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行焊接，嚴(yán)格按照?qǐng)A鋼的搭接長(zhǎng)度不少于其直徑的6倍并雙面施焊，扁鋼的搭接長(zhǎng)度不少于其寬度的2倍并四面施焊，從而有效的降低電阻的電導(dǎo)率。最后，該地區(qū)采用了外引接地的策略來(lái)降低電阻阻值，工作人員事先進(jìn)行實(shí)際考察，考察過(guò)后選取電阻率較低的區(qū)域，之后再放置接地裝置。

（五）安裝氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器是在輸電線路額定電壓下通過(guò)氧化鋅避雷器閥片的電流僅很小，相當(dāng)于絕緣體。當(dāng)金屬氧化鋅避雷器上的電壓超過(guò)定值時(shí)，閥片“導(dǎo)通”將大電流通過(guò)閥片泄入地中，其殘壓不會(huì)超過(guò)被保護(hù)設(shè)備的耐壓。當(dāng)作用電壓下降到動(dòng)作電壓以下時(shí)，閥片自動(dòng)終止“導(dǎo)通”狀態(tài)，恢復(fù)絕緣狀態(tài)。為了防雷害，在高壓輸電線路并聯(lián)裝設(shè)避雷器以削減、限制侵入高壓輸電線路內(nèi)的雷電波至較低的避雷器的殘壓水平，并將雷電流泄入大地，從而使其保護(hù)的范圍內(nèi)的輸電線路的絕緣得到保護(hù)，并能在短時(shí)間內(nèi)切斷續(xù)流，使系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

（六）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置

由于線路絕緣具有自恢復(fù)性能，大多數(shù)雷擊造成的閃絡(luò)事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此，安裝自動(dòng)重合閘裝置雖然不能提高線路的耐雷水平，但對(duì)于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。裝設(shè)線路自動(dòng)重合閘作為線路防雷的一種有效措施，在線路正常運(yùn)行中和保證供電可靠性方面發(fā)揮了積極作用。同時(shí)對(duì)瞬時(shí)故障要加強(qiáng)巡視、判斷，并及時(shí)予以查清、處理，防止給線路安全運(yùn)行遺留隱患。

（七）合理運(yùn)用不平衡的絕緣方式

不平衡的絕緣方式具有很多的優(yōu)點(diǎn)，首先不平衡的絕緣方式經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，其次，這種不平衡的絕緣方式操作起來(lái)簡(jiǎn)便，可以有效的增強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣水平，進(jìn)而在一定程度上提高高壓輸電線路的耐雷水平。在高壓輸電線路運(yùn)行時(shí)，一般線路出現(xiàn)跳閘的概率要明顯低于一些高塔桿的高壓輸電線路。為了有效的避免雷擊事故所造成跳閘現(xiàn)象，工作人員首先可以將高塔桿與避雷線之間的導(dǎo)線距離適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)，其次，工作人員可以在現(xiàn)有絕緣子串?dāng)?shù)量基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)脑黾樱瑥亩诟旧咸岣吒邏狠旊娋€路的絕緣性能。現(xiàn)階段我國(guó)在高壓輸電線路的防雷措施上提倡使用不平衡的絕緣方式，將不同回路絕緣效果的差值設(shè)置成相應(yīng)的電壓峰值，在遇到雷擊事故時(shí)，絕緣子串?dāng)?shù)量較少的回路中就會(huì)事先發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，這樣地線就成為了雷擊事故發(fā)生時(shí)閃絡(luò)后的導(dǎo)線，從而有效的提高高壓輸電線路的耐雷水平，保障供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

三、結(jié)論

綜上所述，高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。為保證高壓輸電線路的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)對(duì)各種防雷技術(shù)措施進(jìn)行綜合運(yùn)用，從而提高線路的防雷水平。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)防雷技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)一些新的防雷技術(shù)，從而為高壓輸電線路防雷提供技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]鄭瀟嘯，文中，黃林.高壓輸電線路綜合防雷對(duì)策分析[J].通信電源技術(shù)，2018，v.35;No.171（03）：231-232.

[3]呂鑫.高壓輸電線路綜合防雷措施的分析與探討[J].科技尚品，2017（06）：228-228.

[4]董彬.高壓輸電線路綜合防雷措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（03）：167-167.