高壓輸電線路的防雷保護及絕緣配合研究

高文升

摘要：隨著我國科學技術(shù)的進步，為保障我國的電力事業(yè)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(fā)電廠的危害，從而有效避免大范圍停電事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;電力;絕緣配置;防雷保護

1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(jù)雷電壓形成過程的不同，可將其分為感應(yīng)雷過電壓等兩種不同的形式。

1.1感應(yīng)雷過電壓

當雷云經(jīng)過高壓輸電線路附近時，由輸電線路的電磁感應(yīng)從而產(chǎn)生過電壓，此即感應(yīng)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(dǎo)線、避雷線或者桿塔直接被雷電擊中時所產(chǎn)生的過電壓。雷電擊中導(dǎo)線、避雷線和桿塔的概率和危害都不相同。這三種情形的產(chǎn)生原理、環(huán)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(dǎo)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(luò)現(xiàn)象就會出現(xiàn)，塔頂至導(dǎo)線的連通性就會由于跳閘等而出現(xiàn)中斷。這種情形的雷擊被稱為反擊雷。

1.2.2直擊導(dǎo)線

這種情形的產(chǎn)生是由于雷電繞過避雷線或者導(dǎo)線并沒有安全避雷線。這種情況下，過電壓會直接進入導(dǎo)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(tǒng)計數(shù)據(jù)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(qū)

統(tǒng)計和輸電線路運行經(jīng)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(qū)。這些易擊區(qū)主要包括山頂、風口、河谷、峽谷、潮濕盆地、導(dǎo)電性礦物質(zhì)集中處、土壤電阻率較高的地帶等。在假設(shè)高壓輸電線路時，如果不能避開這些地段，則應(yīng)該提升防雷保護措施的等級。

2高壓輸電線路雷擊的因素

首先比較重要的一點是高壓輸電線路中的絕緣材料的質(zhì)量不高，跟行業(yè)所指定的標準不一致，沒有達到其規(guī)定。還有一種情況就是高壓輸電線路本身的絕緣能力和強度都達不到規(guī)定，都不高。而且如果長期使用，而沒有對高壓輸電線路進行一定的保養(yǎng)和修護，那么高壓輸電線路的絕緣性能必然會隨著時間的增長而受到削弱。

3防雷保護措施探討

3.1防雷保護的理論支持

一個地域是否需要強化防雷，應(yīng)先衡量抗雷擊優(yōu)劣的兩方面指標，分別為輸電線路耐雷水平和線路區(qū)域雷擊跳閘概率。電力行業(yè)統(tǒng)一的雷擊跳閘率指的是在假設(shè)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(shù)。而線路耐雷水平指的是雷電作用于線路引起絕緣子閃絡(luò)的時候雷電流臨界值。總結(jié)得知防雷措施的關(guān)鍵兩方面即是提升輸電線路耐雷水平，并降低雷擊跳閘率。

3.2有效措施闡述

3.2.1安裝線路避雷器

隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今較多輸電線路已經(jīng)實現(xiàn)了全線避雷線架設(shè)，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?qū)Ь€，這一過程中導(dǎo)線之間發(fā)生電磁感應(yīng)，避雷線、導(dǎo)線上進而產(chǎn)生了耦合分量。

3.2.2導(dǎo)線同避雷線保護角上的改變

輸電線路架設(shè)好，安設(shè)避雷線時，從理論上來講應(yīng)盡量將導(dǎo)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(yù)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(dǎo)線，導(dǎo)線對雷電電壓感應(yīng)自然減少;導(dǎo)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(guī)定電壓超出220kV的輸電線路都應(yīng)全線安設(shè)避雷線以降低雷擊跳閘發(fā)生率。

3.2.3投入資金安裝自動-重合閘設(shè)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(yīng)降低電流過大導(dǎo)致跳閘事件的發(fā)生率，一些情況下也可人為控制。高壓輸電線路導(dǎo)線絕緣子有自我恢復(fù)的功能，較多線路遭受雷擊閃絡(luò)事故后，短時間跳閘可自動修復(fù)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。

3.2.4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(guān)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(xiàn)電流反擊。當接地電阻滿足要求雷擊電流會接入土壤內(nèi)，不會對導(dǎo)線絕緣子造成破壞，以保障輸電線路的安全性。

3.2.5不斷提升輸電線路絕緣水平

預(yù)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(shù)，亦可更換成為合成絕緣子，這些方法都可提升導(dǎo)線絕緣水平。

3.2.6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(qū)別，雙回線路應(yīng)在不同路段采取不平衡的絕緣方式，該類導(dǎo)線垂直排列，高桿塔，和同級別水平排列導(dǎo)線耐雷水平相比差得多，因此搭設(shè)施工過程中就應(yīng)采取有效預(yù)防措施，不平衡絕緣方式的理論依據(jù)是雙回路導(dǎo)線絕緣子片數(shù)存在差異性，當線路遭受雷擊后片數(shù)較少的路段先閃絡(luò)，這時此段導(dǎo)線可作為地線使另一回路線耦合作用增加，這一回路導(dǎo)線耐雷水平隨之提升，進而降低了雷擊跳閘率。

3.2.7架設(shè)耦合地線

在導(dǎo)線附近架設(shè)地線可強化導(dǎo)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。

結(jié)束語

綜上所述，雷電是危及高壓輸電線路安全的主要因素，做好防雷保護刻不容緩，必須引起人們的高度重視。在明確自身存在的實際問題基礎(chǔ)上，采取有效的防雷保護措施，并加強綜合治理，力爭將雷電跳閘事故發(fā)生幾率降到最低，保證輸電線路運行安全。

參考文獻

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