多雷區輸電線路及變電站防雷保護

劉世杰

摘要：作為我國基礎設施發展的重要組成部分，輸電設備的防雷保護也是我們要克服的難題。因此必須采取適當的防雷措施，以進一步確保輸電過程的安全性能，以降低輸電線路的成本，并確保輸電線路和變電站的正常運行。本文首先介紹了防雷保護的發展狀況，其次闡述了在多雷區輸電變壓器和變電站防雷保護的具體措施。

關鍵詞：多雷區;榆電線路;變電站;防雷保護

隨著電網的不斷發展，雷擊引起的輸電線路跳閘次數逐漸增加，這種現象對輸電線路設備的安全運行產生了很大的影響。輸電線路中的雷電問題與安全供電直接相關。因而，多雷區輸電電纜以及變電站防雷維護難題已經成為電網密切關注的熱點。

一、防雷的必要性

變電站與電網供電具有必然聯系，是電力系統的樞紐。因此，變電站防雷對于供電領域非常重要。由于變電站直接與架空線路相連，而且線路的絕緣總體水平比變電站電力設備的絕緣總體水平高，因此沿線路進入變電站的雷電波的振幅也非常大，若沒有完整的保護，變電站一旦遭到雷擊，能使設備破損，從而可能到致大面積停電，對生產及生活帶去巨大損失，導致不良后果，那便對于防雷保護措施的要求愈加高。

二、具體的發展狀況

防雷保護是當前輸電線路和變電站亟待解決的問題，也是當前確保全國范圍內正常供電的關注點。相對好的防雷措施可使輸電線路有效抵御雷擊，并進一步促進變電站的正常運行。高壓線上的防雷措施不當通常會導致瞬時過載和跳閘。除雷、暴雨外，地形和土壤質量也對電線產生間接影響。傳輸線等級越高，發生雷擊的可能性越大。因此，高壓線路非常容易跳閘，變電站中的雷擊比輸電線路更容易受到雷擊，因此，變電站是輸電系統控制的核心。如果出現問題，整個地區的相關傳輸系統將癱瘓，從而導致嚴重的電力中斷。頻繁的雷擊會對電源線產生巨大影響。大規模停電對普通用戶的正常用電和商店的正常運行影響很大。傳輸線不僅需要降低防雷材料的成本，而且還需要提高安全性能并允許傳輸線使用相對較長的時間。

三、輸電線路防雷保護措施

1.架設避雷線

避雷線的結構構造是輸電線路最基本的雷擊防護，其主要目的是將雷電直接擊中導體，作為輸電線路的第一道雷擊防護。當閃電擊中塔頂時，避雷針可以轉移雷電流，以減少流入塔中的雷電流并降低塔的電勢。除此之外，導線之上的耦合作用可以降低變壓器絕緣的電壓，導線之上的屏蔽作用都可以減少導線中的感應過電壓。在山區中，地面的傾斜角度太大，大大削弱了接地線的屏蔽效果。在這方面，可以在塔頂附近安裝放繞擊側針彌補屏蔽的不足。

2.降低桿塔接地電阻

輸電線路遭受雷擊時，主要是通過導線構建放電泄流通道，促使地面感應雷云中的異種磁場。因而，雷擊與接地裝置的完整性直接相關。對典型高度的桿塔，提升電纜的防雷總體水平的有效辦法是減少桿塔的接地電阻。在土壤電阻較低的地區，有必要充分利用電線桿和電塔的自然接地電阻。在土壤電阻較高的地區，如果很難降低接地電阻，可以使用多個放射性接地體，或者可以使用連續延伸的接地體，也可以使用降阻劑來降低接地電阻。另外，接地體可以由熱鍍鋅鋼材制成，以解決由于腐蝕和焊接斷裂引起的接地不良，接地電阻增大的問題，以延長接地體的使用壽命。根據狀態維護測試的要求，應對變電站和大跨度桿塔每年進行接地電阻測量。當接地電阻顯著增加或明顯超過規定值時，應及時組織接地網開挖檢查。

3.架設耦合地線

在高接地電阻的山區，電線桿和鐵塔所處的工程地質前提差、土壤電阻率中較高，可以在導線下方添加耦合接地線。添加耦合的地線不會降低繞擊率，但是當塔架遭受雷擊時，它可以用作分流器和耦合器，從而降低塔架的絕緣電壓并提高線路的防雷等級。操作經驗表明，耦合的接地線對降低雷擊跳閘率有顯著作用。

4.裝設自動重合閘

由于線路絕緣是自恢復的，因此跳閘和雷擊產生的大多數工頻電弧在線路跳閘后會立即消失，從而造成永久性損壞和劣化。因此，自動重合閘的安裝效果需發揮到最好。在中性點直接接地的電網中，經驗表明，大多數雷擊是由于單相對故障造成的，因此可以使用單相重合閘來減少保護裝置的工作量。

四、變電站的防護

1.變電站的進線防護

為了限制通過接地裝置的雷電流的波幅及雷電波的范圍，有必要維護變電站的進線。當傳輸線中發生過電壓時，波導線將移至變電站，其起幅值為傳輸線絕緣子的脈沖擊穿電壓的50%。傳輸線的沖擊耐壓遠高于變電站設備的耐壓。因此，在變電站附近的輸入線上安裝避雷針是避雷的主要手段。如果未安裝防雷保護線，則在發生雷擊時不可避免地會損壞保護線。

2.變電站對侵入波的防護

防止入侵波侵入變電站的主要措施是在輸入線路上安裝一個閥門避雷器。閥式避雷器的基本組件是火花間隙和非線性電阻。目前，SFZ系列閥門避雷器主要用于中型變電站的電力設備維護，FS系列閥門避雷器主要用于小容量配電設備的維護。

3.變壓器的防護

在變壓器附近安裝避雷器是保護變壓器的基本措施，可以防止雷擊損壞線路絕緣層。安裝避雷器時，電線的長度應盡可能短，使其盡可能靠近變壓器，并減小連接電線中雷電流的壓降。同時，避雷器的接線必須連接到變壓器的金屬外殼，并且中性點必須連接到低壓側，以有效降低變壓器被雷擊的可能性。為了維護電源及電力設備，必須在變電站的主母線及分段母線的每組中加裝閥式避雷器。每組避雷器的最短連接處為變電站的通用接地網絡，并且避雷器的安裝位置應盡可能位于保護裝置的中央。

結束語

對于自然界中的雷電現象，我們束手無策，但是我們可以人為地降低由雷電引起的輸電線路及變電站問題。在每天用電的過程中，防雷保護非常重要。因此，未來有關雷電防護的研究可以更好地與實際環境相結合。一方面，它可以降低安裝技術的成本。另一方面，可以保證避雷針技術的廣泛應用。

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