電力輸電線路的防雷擊技術(shù)分析

王瀚

摘要：架空輸電線路架設(shè)在空曠的戶(hù)外，線路長(zhǎng)度漫長(zhǎng)，很多處于易于遭受雷擊的山坡等惡劣地理位置，同時(shí)也有很多處于雷暴多發(fā)區(qū)域，因此，架空輸電線路經(jīng)常遭受雷擊事件，很容易發(fā)生雷擊跳閘故障，影響供電可靠性。本文對(duì)輸電線路事故原因進(jìn)行了分析，并提出了防雷措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路;雷擊;防雷

1輸電線路雷擊跳閘的危害

在日常運(yùn)行過(guò)程中，架空輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)受到雷擊的影響，雷擊也會(huì)造成絕緣子和其它電力設(shè)備的損壞，電力設(shè)備的損壞和雷擊造成的跳閘故障都將給供電企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。早期的輸變電工程建設(shè)過(guò)程中，預(yù)防雷擊主要只考慮到絕緣子的性能要求，但是在當(dāng)今時(shí)代，強(qiáng)調(diào)的是供電可靠性和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，對(duì)于輸變電設(shè)備的整體的防雷保護(hù)的要求，將會(huì)更加嚴(yán)格，差異化的防雷措施正在越來(lái)越多的運(yùn)用在輸變電設(shè)備上，能夠有效的預(yù)防雷擊對(duì)于架空輸電線路的危害。

2輸電線路事故原因分析

（一）輸電線路絕緣配置不到位

絕緣裝置是為了避免輸電線路中產(chǎn)生電流回流。如果絕緣裝置配備不到位，甚至失去效用，容易發(fā)生跳閘現(xiàn)象。絕緣裝置一般使用周期較長(zhǎng)，老化現(xiàn)象較嚴(yán)重，一旦遭受雷擊，會(huì)造成非常嚴(yán)重的電力事故，且修復(fù)周期較長(zhǎng)，造成的損失較大。

（二）雷直擊桿塔故障

由于架空輸電線路的日常運(yùn)行維護(hù)的需要，在長(zhǎng)長(zhǎng)的線路走廊中，經(jīng)常會(huì)跨越低壓線路、通訊線路、公路、江河、樹(shù)木等，需要將桿塔建設(shè)的盡量高一些，這樣有利于日常的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。桿塔的高度比較高，又獨(dú)立的聳立在荒野上，很容易遭受到雷擊現(xiàn)象。當(dāng)雷電擊中桿塔，并且瞬間擊穿絕緣子時(shí)，就會(huì)造成單相接地的線路跳閘故障。

（三）雷電繞擊

雷電繞擊是指雷電繞開(kāi)避雷設(shè)施直接擊中在導(dǎo)線上的情況。雷電繞擊一般發(fā)生在空曠地帶或是線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位。雷擊之后，電流向兩側(cè)傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)瓷瓶串，引發(fā)瓷瓶串閃爍。雷電繞擊會(huì)給輸電線路造成極大的損害，為降低甚至避免雷電繞擊對(duì)線路的影響，在進(jìn)行500kV輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該綜合考慮繞擊率及實(shí)際的情況，根據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行防雷設(shè)置。

（四）球形雷

球形雷出現(xiàn)的次數(shù)比較少還不規(guī)則，關(guān)于球形雷的相關(guān)資料也不夠齊全，研究人員對(duì)其出現(xiàn)的原理觀點(diǎn)還不一致;除此之外，球形雷還可以通過(guò)煙囪、門(mén)或窗等進(jìn)入室內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致人們的生活安全受到重要威脅。

3輸電線路的防雷措施

（一）整體防雷系統(tǒng)

由于輸電線路屬于一個(gè)整體，一個(gè)地方出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)其它地方造成影響，這就需要做好相應(yīng)的防雷措施，從全局出發(fā)，對(duì)防雷措施進(jìn)行規(guī)劃，確保防雷措施可以全面覆蓋到整個(gè)輸電線路。就整體情況來(lái)說(shuō)，在輸電線路外部可以采取安裝避雷針和接閃器等措施，防止輸電線路和其它的線纜配電箱等設(shè)施被雷電直接擊中，從而引發(fā)火災(zāi)或者其它安全事故。除此之外，在建筑物內(nèi)部需要做好浪涌吸收保護(hù)器、共享接地系統(tǒng)和電磁屏蔽等子輸電系統(tǒng)，借助這些子系統(tǒng)，可以將建筑物中的浪涌電流和浪涌電壓放于大地，還可以控制鉗位控制在相應(yīng)的范圍之內(nèi)，從而保護(hù)電氣設(shè)備。需要從全局上做好防雷規(guī)劃，做好內(nèi)外覆蓋，從而使得防雷措施更加可靠、科學(xué)。

（二）使用避雷設(shè)備

避雷線、避雷針的架設(shè)是一種常見(jiàn)而有效的避雷手段。其最主要的作用是避免了落雷對(duì)輸電線路的直接沖擊。避雷線能通過(guò)引導(dǎo)的手段直接將落雷引入地下，避免落雷對(duì)建筑和輸電線路造成傷害。同時(shí)，在其引導(dǎo)雷電的同時(shí)可以將雷電分流弱化，減少其對(duì)輸電線路的沖擊，能夠有效地降低桿頂部的電位。根據(jù)相關(guān)規(guī)定在進(jìn)行500kV及以上輸電線路規(guī)劃和建設(shè)時(shí)，必須架設(shè)避雷線。架空地線，即避雷線可以避免雷電直接擊中輸電線路，對(duì)雷擊電流進(jìn)行分流，減小雷擊威脅，耦合導(dǎo)線，降低雷擊時(shí)絕緣子兩端的電壓，屏蔽感應(yīng)雷，減少感應(yīng)雷對(duì)輸電線路的影響。除此之外，架空地線還可以作為通信線路進(jìn)行使用，可實(shí)現(xiàn)一線多用，節(jié)約資源。

（三）降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻對(duì)于防范雷擊有著重要的意義，在線路桿塔的絕緣電阻高的情況下，雷擊桿塔時(shí)，桿塔頂部電位更大，絕緣子將會(huì)承受更大的電壓，更容易被擊穿，但是在線路桿塔的絕緣電阻小的情況下，雷擊桿塔時(shí)，桿塔頂部電位更小，絕緣子將會(huì)承受更小的電壓，不容易被擊穿。降低絕緣電阻有多種方法，比如延長(zhǎng)接地體長(zhǎng)度，增加接地體的埋入深度，使用新型石墨烯接地體，使用降阻劑等，都可以有效降低接地電阻。

由于架空輸電線路所處地理位置復(fù)雜，很多地區(qū)的土質(zhì)為絕緣電阻較高的地質(zhì)條件，采用降低桿塔絕緣電阻的方法，對(duì)于防范雷擊危害是一種可行的方案。對(duì)于較高電壓等級(jí)的架空輸電線路、處于雷暴多發(fā)區(qū)的線路桿塔、重要輸電通道的線路桿塔，采用降低桿塔絕緣電阻的方法，來(lái)預(yù)防雷擊故障，可以作為一種較好的方法。

（四）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)榱恪＝^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。

（五）架設(shè)耦合地線

在接地電阻較高的線路上，主要應(yīng)用架設(shè)耦合地線，從而使得線路的反擊耐雷水平提高的同時(shí)，還可以使得反擊跳閘概率降低。根據(jù)相應(yīng)的調(diào)查結(jié)果顯示，在雷擊性能改善結(jié)果相同的情況下，使用耦合地線的費(fèi)用是增加絕緣的4.5倍左右;因此，相比其它方法，使用耦合地線的費(fèi)用比較高，這種方法的性?xún)r(jià)比比較低，可以使用其它方法的情況下，盡量使用其它方法。

4結(jié)論

對(duì)輸電線路進(jìn)行防雷工作是一項(xiàng)持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)的任務(wù)[5]，僅僅采取上述措施不一定能全部解決雷擊問(wèn)題，需要不斷創(chuàng)新防雷技術(shù)，應(yīng)用新的防雷方法，從而切實(shí)提高輸電線路的安全。

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