電網架空輸電線路差異化防雷研究

涂德敏

摘 要：本文在對我國電網輸電線路防雷技術的主要類型及特點分析基礎上，以我地區電網220kv架空輸電線路為例，結合其線路雷擊故障情況與防雷保護措施，對電網架空輸電線路差異化防雷設計進行研究。

關鍵詞：電網;架空;輸電線路;差異化;防雷;研究

電網線路供電運行中，雷擊作用是導致電網正常運行受到影響的重要因素之一，對電網的安全/穩定供電運行存在著極大的不利影響。根據對我國電網供電運行中各類故障情況及其原因的統計分析顯示，其中，因雷擊作用導致的電網線路運行事故約占電網運行事故總數的40%至70%之間。由此可見，雷擊事故對電網正常供電運行的危害影響十分突出，并且因此產生的經濟損失也十分巨大。針對上述情況，結合雷電事故的危害影響，研究如何采取有效的措施對雷擊作用進行有效防護，具有十分積極的作用和意義。

1我國輸電線路防雷技術類型及特點分析

隨著國家電網建設的不斷推進以及電力系統工程技術的不斷提升，當前我國針對電網輸電線路所采取的防雷保護技術水平也逐漸提高，在有效預防和降低電網輸電線路雷擊故障及其對電網正常運行的不利影響方面，起到了非常積極的作用和影響。結合我國電網輸電線路防雷保護技術方案設計與應用情況，其現有技術類型主要包含以下兩種。

其一為常規防雷保護技術，即通過提升輸電線路的絕緣水平或者是進行避雷線架設/合理降低輸電桿塔的接地電阻/縮小保護角/應用輸電線路自動重合閘技術/進行消雷器與塔頂避雷針安裝應用等多種方法措施，提高對電網輸電線路的防雷保護效果。值得注意的是，電網輸電線路的常規防雷技術中，進行避雷線架設是最為常用且效果最為顯著的防雷保護技術，它在輸電線路防雷保護中是通過對雷電直擊導線的有效防止，來實現其防雷保護作用發揮，同時能夠對線路中的雷電感應過電壓進行有效降低控制，達到相應的雷電分流效果，對輸電線路供電運行中的雷擊故障及其不利影響防護效果十分顯著。

其二為非常規的防雷技術，它是除上述常規防雷技術外的其他相關技術措施，近年來在輸電線路防雷保護中也逐漸應用實現。比如，通過在輸電線路中進行消雷器與提前發射接閃器安裝應用，在實現雷云電荷中和情況下，利用消雷器對放電雷電流進行抵消或控制。此外，上述非常規防雷技術在輸電線路防雷保護應用中，通過對避雷針接閃能力提升，能夠利用提前發射接閃器對避雷針的保護范圍進行有效擴大，而通過將上述兩種防護裝置在輸電線路防雷保護中設計應用，能夠有效提升輸電線路的防雷保護水平，但由于對其裝置的防雷保護理論研究不夠徹底，在實際應用中也存在一定的局限性。除上述非常規防雷技術外，通過在輸電線路上進行水柱引雷裝置以及火箭引雷裝置等安裝應用，也能夠對輸電線路起到較好的防雷保護作用。

2電網架空輸電線路差異化防雷研究

2.1我地區電網220kv架空輸電線路的雷擊故障及防雷保護分析

根據對我地區電網輸電線路的雷電故障情況統計顯示，我地區電網系統的220kv電壓線路中，出現過兩次及以上雷擊故障的線路數量接近20條，并且20條線路輸電運行中，因雷擊故障引起的斷電故障次數達到40次左右，在整個電網220kv電壓線路故障情況約占48%。由此可見，雷電故障對電網輸電線路安全/穩定運行的危害影響十分突出。此外，對我地區電網輸電線路的防雷保護措施進行分析顯示，其在電網輸電線路運行保護中，主要存在以下較為突出的問題。首先，我地區的電網輸電線路供電運行中雖然采取了相應的防雷保護措施，但是其雷擊故障發生次數并未得到明顯的控制，由此可見，其電網輸電線路防雷保護措施并不能滿足輸電線路運行的實際需求，需要進行改進和完善;其次，電網輸電線路供電運行中，雖然針對各區域進行了相應的防雷保護設備，但是，由于沒有從輸電線路系統運行的整體層面進行分析和考慮，導致其防雷效果并不明顯，整個電網的輸電線路雷擊故障數量未得到控制，根據這一情況，在電網輸電線路防雷設計中，應對相同區域的不同線路進行差異化防雷設計，以滿足其防雷需求;同時，針對相同線路的不同桿塔部位，在防雷設計中也應采取差異化處理措施;最后，對部分基礎資料缺失的電網線路，在輸電電路防雷設計中，由于其防雷設計的有關計算無法正常進行，因此，在實際設計中并不能采取有效措施進行防雷保護;而對相同桿塔中的多條不同輸電線路所發生的雷擊跳閘問題，與其線路的接地電阻設計與實際防雷要求不相符有關，需要對桿塔的接地電阻進行重新計算與設計分析。

2.2電網架空輸電線路差異化防雷技術方案

根據我地區電網輸電線路的雷擊故障情況及其防雷保護措施，為有效降低和控制雷擊故障對輸電線路正常運行的不利影響，確保整個電網安全/可靠供電運行，在進行電網輸電線路防雷改造設計中，需要根據輸電線路的不同防雷等級要求，采用增加安裝線路避雷器以及絕緣裝置/進行耦合底線架設/對桿塔接地電阻進行有效降低等多種不同方式靈活設計和應用，以提高整個電網架空輸電線路的防雷保護水平。

首先，在電網輸電線路差異化防雷設計中，通過增加安裝線路避雷器來優化和提升輸電線路的防雷保護能力，實際上是指在原有的輸電線路防雷保護設計基礎上，通過另外增加安裝避雷器裝置，使其在雷電作用下，使小部分雷擊電流能夠通過桿塔主體實現接地，而對大部分雷擊電流則利用避雷器向相鄰桿塔傳輸，并且這一過程中，輸電導線之間會產生相應的電磁感應，而避雷器與導線則會產生相應的耦合分量，從而促進輸電導線的電位提升。在上述防雷裝置的安裝應用下，由于絕緣子閃絡電壓比導線和桿塔之間的電壓高，會導致輸電線路中避雷器產生較好的鉗電位情況，從而起到較好的防雷保護效果。需要注意的是，通過增加安裝避雷器，以實現對220kv電網架空輸電線路的差異化防雷保護中，對避雷器的加裝使用，應從以下方面對其安裝使用條件進行控制，即，對地閃密度在5至7.98之間的山區電網線路防雷保護中，對避雷器的安裝需要滿足檔距高于600m的輸電桿塔或者前后直線塔條件要求;而對地閃密度在2.78至5之間，同時其坡度高于25o的情況，或者是地閃密度在5至7.98之間，同時其坡度在30o以上的輸電線路桿塔，在進行避雷器安裝使用中，應以外坡的側邊作為最佳安裝位置等，以避免影響其避雷防護效果。

其次，對輸電線路的絕緣配置進行強化，能夠通過不平衡的高絕緣防雷措施，對輸電線路多回同時跳閘發生率進行有效控制和降低實現，從而達到輸電線路雷擊故障防護效果。由于電網220kv電壓線路的同塔多回線路中，絕緣水平較高的輸電線路回路，其絕緣性能與其他回路絕緣水平相比約高出15%左右，因此，在輸電線路防雷設計中，對符合條件的輸電線路通過加強其線路的絕緣配置，能夠有效提升輸電線路的雷擊電壓承受能力。

除上述防雷措施外，對電網架空輸電線路的差異化防雷設計中，還可以通過降低輸電線路桿塔的接地電阻以及進行耦合地線架設等方式，促進輸電線路線路雷擊防護與故障控制能力提升，從而達到較好的輸電線路防雷保護效果。

3結束語

總之，對電網架空輸電線路差異化防雷研究，有利于促進我國電網架空輸電線路防雷保護技術水平提升，從而有效避免和降低電網供電運行的雷擊故障及其不利影響產生，在確保電網安全/可靠供電運行方面，具有十分積極的作用和意義。

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