輸電線路防雷現(xiàn)狀與對(duì)策研究

文/徐喜明 張國(guó)斌，內(nèi)蒙古龍?jiān)葱履茉窗l(fā)展有限公司

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，輸電線路的安全性和穩(wěn)定性受到人們的極大重視。輸電線路因暴露在戶(hù)外很容易引雷，需對(duì)輸電線路采取防雷措施。輸電線路綜合防雷的具體措施包括架設(shè)避雷線、加強(qiáng)線路絕緣、裝設(shè)耦合地線、升高避雷線及減小保護(hù)角等。

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(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素對(duì)其進(jìn)行綜合分析，通過(guò)仔細(xì)檢查雷擊事故現(xiàn)場(chǎng)以及模擬實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確判斷其故障跳閘性質(zhì)。輸電線路遭受雷擊的主要原因有以下幾個(gè)方面：線路絕緣子放電電壓超過(guò)正常值的一半；雷電流強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)；桿塔的接地電阻異常；以及無(wú)標(biāo)準(zhǔn)架空地線。對(duì)于雷擊導(dǎo)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(fā)生概率較大，同時(shí)輸電線路雷擊事故還和其所處的具體地理位置也有關(guān)聯(lián)，不同的地形、天氣等環(huán)境因素對(duì)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(dǎo)致過(guò)電壓的形成，使得輸電線路周?chē)菀壮霈F(xiàn)雷擊現(xiàn)象，大氣過(guò)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(guò)電壓又分為兩種，分別是感應(yīng)雷過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓。從接地方面考慮雷擊，可以發(fā)現(xiàn)因?yàn)榉烹娦沽餍枰ǖ溃偌由洗蟮啬芨袘?yīng)雷云中的異種電荷，因此接地裝置的完善和雷擊事故的發(fā)生有直接的關(guān)系。輸電線路一般承受的感應(yīng)雷過(guò)電壓極限是40 0kV，而當(dāng)線路過(guò)電壓小于35kV時(shí)，又會(huì)對(duì)絕緣層造成一定的傷害，只有超過(guò)100kV時(shí)，才不會(huì)影響其絕緣帶的安全工作狀況，故超過(guò)1 00kV的輸電線路雷害原因主要來(lái)自于直擊雷。輸電線路的桿塔高度和避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角也是造成其雷害事故的重要原因，而山區(qū)輸電線路的安全隱患問(wèn)題更嚴(yán)重，山區(qū)地形復(fù)雜，使得輸電線路的架設(shè)存在跨度大、高差大等問(wèn)題，同時(shí)由于山區(qū)地貌的特殊，經(jīng)常出現(xiàn)多云多雨天氣，種種原因都導(dǎo)致山區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率較大，根據(jù)統(tǒng)計(jì)山區(qū)地區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率是平原地區(qū)的三倍左右。

3 輸電線路綜合防雷的具體措施

3.1 線路走廊的選擇

線路走廊的選擇是從路線上避開(kāi)雷電頻發(fā)的地區(qū)，需做好前期調(diào)研工作。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝妥匀画h(huán)境，選擇雷電較少的地區(qū)，還需結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)避開(kāi)雷電頻發(fā)的場(chǎng)所。例如，水庫(kù)、山頂及半山區(qū)，不是靠近水，就是地勢(shì)較高，容易引雷。向陽(yáng)坡下雨頻繁，容易引雷?？拷恿骱吹母咂禄蛘邨U塔接地電阻高的地區(qū)，容易引雷。橫跨水庫(kù)、河流、湖泊及地勢(shì)較高的平原地區(qū)等，四周較空曠，輸電線路架設(shè)較高，且靠近水域，容易引雷。

3.2 降低桿塔接地電阻

在進(jìn)行輸電線路防雷相關(guān)工作的過(guò)程中，降低桿塔接地電阻也是非常有效果的一個(gè)方案。在對(duì)這個(gè)工作方案進(jìn)行改良的過(guò)程中，我們應(yīng)該著重于以下的幾點(diǎn)。第一點(diǎn)，在進(jìn)行此方案的過(guò)程中，桿塔接地電阻想要得到有效的降低，就要對(duì)桿塔所在的周?chē)沫h(huán)境，地勢(shì)和天氣等因素進(jìn)行考慮，對(duì)上面幾個(gè)因素進(jìn)行分析然后總結(jié)出一些對(duì)其改良的意見(jiàn)，才可以更好地使方案最大化減少周?chē)h(huán)境因素的影響。第二點(diǎn)，在進(jìn)行架空地線和接地引下線的工作過(guò)程中，我們必須確保接觸良好，不能因?yàn)榻佑|而導(dǎo)致整個(gè)方案的失敗。第三點(diǎn)，在進(jìn)行相關(guān)工作效率開(kāi)展過(guò)程中，監(jiān)督人員務(wù)必要在整個(gè)工作過(guò)程中認(rèn)真負(fù)責(zé)，不能有一點(diǎn)馬虎。要對(duì)每一個(gè)步驟都進(jìn)行嚴(yán)格的管理，保證工程和預(yù)期設(shè)計(jì)不能有較大的偏差，最好達(dá)到與預(yù)期目標(biāo)幾乎吻合的效果。第四點(diǎn)，在施工工作開(kāi)展之前，應(yīng)該要對(duì)施工處和周?chē)耐寥肋M(jìn)行嚴(yán)格的篩查，如果土壤的條件不利于工程的正常實(shí)施，就應(yīng)該采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行解決。

3.3 安裝側(cè)向避雷針

在一些桿塔位置較高的情況中，由于雷云和線路距離較短或接近平行于桿塔線路時(shí)，桿塔所處的電磁環(huán)境十分復(fù)雜，距離過(guò)近也會(huì)增加雷擊跳閘的可能性。為此，可以在桿塔上安裝側(cè)向避雷針來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在110kV架空輸電線路中的桿塔橫桿兩側(cè)安裝側(cè)向避雷針，以降低線路的引雷率。具體操作方法：選用3m長(zhǎng)的避雷針，在1.2m處固定。橫向部分，避雷針的長(zhǎng)度為1.8m。通過(guò)這種方式，可以有效地將雷電引入，提高線路的防繞擊能力，但也會(huì)相應(yīng)地增加線路的引雷率。對(duì)此，可以在裝置上設(shè)置絕緣子片以改善這種情況。

3.4 加強(qiáng)維護(hù)，提高輸電線路的絕緣水平

輸電線路架設(shè)完成后，需對(duì)輸電線路加強(qiáng)維護(hù)，特別是對(duì)絕緣子的維護(hù)，包括定期檢測(cè)和更換老化、失去絕緣能力的絕緣子。絕緣子一直處于交變電場(chǎng)中，隨著時(shí)間的推移會(huì)慢慢失去絕緣性，進(jìn)而使絕緣子的分布電壓降低甚至變?yōu)榱?。絕緣子的絕緣性降低，輸電線路的絕緣性也會(huì)隨之降低，容易出現(xiàn)閃絡(luò)事故。為提高輸電線路的耐雷能力，需專(zhuān)門(mén)人員定期檢查和更換絕緣子。

4 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)要想穩(wěn)定運(yùn)行，必須不斷加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的建設(shè)工作，保持對(duì)輸電線路的檢修和維護(hù)，改善防雷機(jī)制，提高線路的耐力和絕緣性，并配合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行建設(shè)改良。這樣，才能確保國(guó)家電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，全面提高配電網(wǎng)的工作效率，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與建設(shè)服務(wù)。