高壓輸電線路的絕緣配置以及防雷保護

摘要：隨著我國科學技術的進步，為保障我國的電力事業安全，加強對高壓輸電線路的安全管理，對高壓輸電線路施行防雷保護具有重要的意義。對高壓輸電線路進行防雷保護并對其進行絕緣配置，提高高壓輸電線路的絕緣保護，不僅可以減低對線路的檢修工作，還能降低雷電波沿高壓線路對變電站以及發電廠的危害，從而有效避免大范圍停電事故的發生。

關鍵詞：高壓輸電線路;電力;絕緣配置;防雷保護

一、雷擊過電壓的主要形式

當雷云接近輸電線路時，會對線路放電，從而引起過電壓，這個過程被叫做雷擊過電壓。根據雷電壓形成過程的不同，可將其分為感應雷過電壓等兩種不同的形式。

1.1感應雷過電壓

當雷云經過高壓輸電線路附近時，由輸電線路的電磁感應從而產生過電壓，此即感應雷過電壓。雖然這種雷擊過電壓很常見，不過它對輸電線路造成的危險較低，且通常只會對35KV以下的線路造成顯著危害。

1.2直擊雷過電壓

所謂的直擊雷過電壓就是指高壓輸電線路的導線、避雷線或者桿塔直接被雷電擊中時所產生的過電壓。雷電擊中導線、避雷線和桿塔的概率和危害都不相同。這三種情形的產生原理、環境也不相同。

1.2.1直擊輸電線路或桿塔

在這種情形下，雷電流會大幅度拉升塔頂對地電位。同時，塔頂與導線的電位差值也會大幅度提高，當這種差值超過放電高壓的50%時，閃絡現象就會出現，塔頂至導線的連通性就會由于跳閘等而出現中斷。這種情形的雷擊被稱為反擊雷。

1.2.2直擊導線

這種情形的產生是由于雷電繞過避雷線或者導線并沒有安全避雷線。這種情況下，過電壓會直接進入導線，危害較大。而該情況下的雷擊被稱為繞擊雷。

1.2.3直擊避雷線間隔中間

這種情形極為少見。而統計數據表明，繞擊雷和反擊雷最為常見，且危害也最大。因為，本文接下來的討論將圍繞這兩種情形而展開。

1.3輸電線路易擊區

統計和輸電線路運行經驗表明，高壓輸電線路遭受雷擊的情況在地理分布上比較集中，此即所謂的易擊區。這些易擊區主要包括山頂、風口、河谷、峽谷、潮濕盆地、導電性礦物質集中處、土壤電阻率較高的地帶等。在假設高壓輸電線路時，如果不能避開這些地段，則應該提升防雷保護措施的等級。

二、防雷保護措施探討

2.1防雷保護的理論支持

一個地域是否需要強化防雷，應先衡量抗雷擊優劣的兩方面指標，分別為輸電線路耐雷水平和線路區域雷擊跳閘概率。電力行業統一的雷擊跳閘率指的是在假設每年有40個雷電天氣的情況下，輸電線路每100公里每年所遭受的雷擊受害次數。而線路耐雷水平指的是雷電作用于線路引起絕緣子閃絡的時候雷電流臨界值。總結得知防雷措施的關鍵兩方面即是提升輸電線路耐雷水平，并降低雷擊跳閘率。

2.2有效措施闡述

2.2.1安裝線路避雷器

隨著電力事業的不斷發展，現今較多輸電線路已經實現了全線避雷線架設，即是在這種情況下仍不能完全避免雷擊，因此還可加裝線路避雷器，高壓線路遭雷擊，這時部分電流能從避雷器上再分流入鄰近桿塔或導線，這一過程中導線之間發生電磁感應，避雷線、導線上進而產生了耦合分量。由于經過導線、避雷器分流的電流大幅度多于避雷線分流電流，此耦合作用需將導線電位拉高，桿塔或桿頂同導線之間電位差應在線路絕緣串放電電壓的50%以下，則不會發生閃絡。

2.2.2導線同避雷線保護角上的改變

輸電線路架設好，安設避雷線時，從理論上來講應盡量將導線、避雷線的保護角減小，這也是高壓線路防雷的基本保護措施，這種方式最直接的作用是預防大自然雷電直擊線路，同時還具有其他作用，如電流分流，桿塔入地的電流減少，使塔頂電位降低;屏蔽導線，導線對雷電電壓感應自然減少;導線耦合使輸電線路絕緣子電壓量有所減少。實踐證明了避雷線在高壓線路抗雷擊里的重要作用，因此當前國家明確規定電壓超出220kV的輸電線路都應全線安設避雷線以降低雷擊跳閘發生率。

2.2.3投入資金安裝自動-重合閘設備

高壓線路進行電力輸送過程中遭受自然雷擊是不可避免的，為保證正常供電，應降低電流過大導致跳閘事件的發生率，一些情況下也可人為控制。高壓輸電線路導線絕緣子有自我恢復的功能，較多線路遭受雷擊閃絡事故后，短時間跳閘可自動修復消除，因此也可通過投入安裝自動重合閘裝置來有效控制雷擊事故的危害性。

2.2.4使線路桿塔電阻降低

桿塔使高壓輸電線路遭受雷擊你的常見位置，與桿頂或塔頂電位密切相關的因素有大地土壤電阻率和其接地電阻，當其接地電阻過大時，雷擊后桿頂或塔頂電位快速升高，線路進而出現電流反擊。當接地電阻滿足要求雷擊電流會接入土壤內，不會對導線絕緣子造成破壞，以保障輸電線路的安全性。因此可以說大地土壤電阻率或桿塔電阻降低使線路耐雷水平得到提升的關鍵所在，也是預防反擊雷的有效措施。土壤電阻率因素上可以采取避開巖石、高山等地區;地勢不可避免時調節相關設計參數降低電阻;埋設深度增加、接地極延長;垂直接地極增加;每年監測電阻，以便及時分析調整等措施來將接地組講到盡可能低的狀態。

2.2.5不斷提升輸電線路絕緣水平

預防或降低雷擊提升輸電線路絕緣水平是根本措施，需要著力加強的重要部位包括大跨越、高桿塔、雷擊遭受頻率高的桿塔地域等，可以增加絕緣子片數，亦可更換成為合成絕緣子，這些方法都可提升導線絕緣水平。

2.2.6不同高壓輸電線路采用具有針對性的絕緣方式

高壓輸電線路分級、形式各不相同，不如單雙回高壓輸電線路的區別，雙回線路應在不同路段采取不平衡的絕緣方式，該類導線垂直排列，高桿塔，和同級別水平排列導線耐雷水平相比差得多，因此搭設施工過程中就應采取有效預防措施，不平衡絕緣方式的理論依據是雙回路導線絕緣子片數存在差異性，當線路遭受雷擊后片數較少的路段先閃絡，這時此段導線可作為地線使另一回路線耦合作用增加，這一回路導線耐雷水平隨之提升，進而降低了雷擊跳閘率。

2.2.7架設耦合地線

在導線附近架設地線可強化導線同避雷線之間的耦合;另外也能增加雷擊后桿塔對鄰近桿塔的分流量，使跳閘率明顯降低。

三、結論

在高壓輸電線路中進行絕緣配合、防雷保護的設計，既保障了我國電力系統中高壓輸電線路的安全，又降低了高壓輸電線路出現雷擊故障的幾率，可為我國電力行業的發展提供很好的安全基礎。

參考文獻：

[1]梁榮振.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探討[J].機電信息，2011，（09）：41-42.

[2]李婷，劉青山.吉林供電公司自主研發高壓輸電線路工具投用[J].東北電力報，2010，（06）：14-16.

[3]伏進.特高壓直流輸電線路耐雷性能分析方法研究[J].重慶大學，2010，（33）：38-39.

[4]林圣.基于暫態量的高壓輸電線路故障分類與定位方法研究[J].西南交通大學，2011，（12）：26-29.

作者簡介

洪峰（1989.5.27），性別：男;籍貫：泉州 惠安;民族：漢;學歷：碩士研究生;職稱：工程師;研究方向：電力線路