超高壓輸電線路的雷擊跳閘研究

郝巖

摘? 要：隨著經濟的發展，科學技術的進步，電力被人們廣泛地應用在各行各業中，而超高壓輸電線作為主要的運維手段，影響著整個電力系統的發展，卻一直受雷擊的影響，因此保障超高壓輸電線路的運維管理工作成為重中之重。本文通過對超高壓輸電線路雷擊跳閘的原因進行探討，并著重對雷擊跳閘的防控措施進行分析。

關鍵詞：超高壓;輸電線路;雷擊跳閘

引言：

隨著我國國民生活水平的提升，為了確保電量應用的穩定性，滿足人們的需求，超高壓輸電線路被廣泛應用。但在運維的過程中，面臨著許多挑戰，因雷擊跳閘影響著人們的生活，為此保證人們的正常生活，減少因停電引起的經濟損失，改善超高壓輸電線路的雷擊跳閘問題成為一項重要的維護工作。

1雷擊跳閘的典型故障

因受氣候、地形等因素的影響，使超高壓輸電線路在雷雨天氣易發生雷擊現象，嚴重時會引起跳閘故障，帶來巨大的經濟損失。以東北地區為例，一般每年的6-8月份是超高壓輸電線路雷擊的高發時期，故障原因一般都與自然因素有關，其中發生率最高的地區以平原、山區最為顯著，超過雷擊跳閘故障原因的50%以上，此外，線路的抗雷擊能力、防雷措施不完善等也是雷擊跳閘的主要原因。

超高壓輸電線路雷擊跳閘的表現主要有四種特點，第一種，落雷的密度與雷擊跳閘發生率成正比，以上半年為例，6月份是雷擊跳閘的高發期。第二種，短路保護器是發生雷擊跳閘時最顯著出現的特征。第三種，自然因素也是引起雷擊跳閘的最主要因素，雷擊跳閘的發生與線路所處地形高度成正比，地形越高，故障發生的越多。第四種，跳閘最主要的類型是雷電繞機過電壓，因電流大小的原因，雷擊易發生在單回路兩邊或雙回路的中間[1]。

2關于雷擊跳閘問題的預防

2.1提高技術的創新

關于超高壓輸電線路雷擊跳閘故障問題，要想改善這一問題，必須進行技術上的調整，加強技術的創新。首先，國家要加大力度的支持技術上的創新，并且加大資金投入，再結合我國實際發展情況，引進國內外先進技術，通過與原有技術相結合，從根本上改善防雷跳閘的問題。

2.2完善相關管理制度

輸電線路防雷跳閘的預防過程中，最重要的是對超高壓輸電線路的運行管理，為保障超高壓輸電線路的正常運行，必須做好預防工作，針對線路老化及運行中可能存在的問題及時做好檢查工作，從根本上解決故障發生原因，增加線路的防雷能力。

2.3加強對天氣的預測

受我國特殊氣候的影響，雷電天氣居多，為預防雷擊跳閘的情況出現，必須要加強對天氣的預測，根據預測結果，及時進行線路勘測，調整可能出現故障的線路運輸，通過控制線路內的電流，有效地規避過大的電流與雷電碰撞，出現跳閘的現象。

3輸電線路防雷跳閘的對策

3.1調整避雷線保護角

雷電繞擊是超高壓輸電線路雷擊跳閘故障最多的原因，針對此情況，為減少輸電線的雷擊跳閘的發生率，可加強避雷線對導線的屏蔽效果，適當的調整避雷線保護角。一般情況下，輸電線路采用雙避雷線，保護角維持在15°左右，但由于超高壓輸電線路分布范圍比較廣，還有許多分布在山區，不僅保護角的調整難度大，而且經濟成本高，所以很難實現對避雷線保護角的全面調整。針對這種情況，只能調整故障高發區或者易于調整的山區避雷線保護角，在調整的過程中可以采用與耦合低線相結合的方式，增加防雷屏蔽效果。

3.2降低塔桿接地阻值

為預防雷擊跳閘故障的發生，降低塔桿接地阻值也是一重要措施。通過該種方式可以有效地減少塔桿頂部的電位，從根本上將雷電對線路的影響降到最低，提升整體的防雷能力。另外，因降低塔桿接地阻值比較簡單操作，只需要把接地網面積擴大或降低電阻率就可以，更易實現。運用的主要原理是面積的擴大，接地網面積與電阻阻值呈反向變動，逐漸減小，就會減少雷電與之碰撞出現跳閘的情況。對于調整接地電阻一般采用添加導線或擴大接地網面積的方法，但該種方法存在弊端，不能根本的防止雷電繞擊，需與其他的防雷措施相結合，才能起到防雷的作用。

3.3智能電網防雷措施

在超高壓的輸電系統中，最重要的發展方向是建設智能電網。傳統的電網結構單一、設施簡單，存在著一定的弊端，智能電網的應用改善了這種情況，但是因智能電網內部存有大量精密設備，更易發生雷擊故障。常規的防雷措施雖然也能對電路有保護作用，避免雷擊跳閘的故障發生，但緊密設備會受雷電帶來的電磁干擾，出現設備失靈的問題。電磁干擾主要的傳播方式是傳導或輻射，其中，電阻、電感、電容是作為傳輸介質進行傳導的，而輻射主要是由電磁波進行傳遞，通過對精密設備的共模干擾和差模干擾的方式進行干擾，形成不同的電位差，引起故障。針對不同的干擾類型選擇不同的抗干擾方式，在智能電網的防雷措施中，由于雷電的電流主要作用于精密設備上，引起內部元件損害，針對該情況，為避免故障發生，可安裝浪涌保護，因浪涌保護器自帶檢測功能，通過檢測可將大電流引入大地中，最大程度的降低雷擊所帶來的影響[2]。

3.4融入先進監管方式

超高壓輸電線路雷擊跳閘最主要的預防方式是把先進的監管方式融入。目前，隨著科技的進步，我國在超高壓輸電線路方面已經實行自動化監管方式，通過無人機、高清攝像監控系統高效地完成了線路的日常監管工作。大部分高壓輸電線陸架建設在高海拔的山區中，又因氣候因素影響，發生雷擊跳閘故障率高，在此地進行巡視，不僅耗費大量人力、財力，還對工作人員的安全問題存在著極大的隱患。針對此，政府引入無人機航空監測系統，對特殊區域線路進行監控、采集信息，并實時將傳輸系統，及時進行分析，最大程度的提高監測效率，減少人員巡視，保障人員安全。

3.5安裝線路避雷設備

線路避雷設備能有效地將接收的電擊電流導入大地，減少線路的電壓異常變動，及時有效地保護線路與電路設備。電流大小、放電電壓、接地電阻等是影響超高壓輸電線路防雷擊能力的最主要因素，其中，線路敷設位置及氣候因素是影響電流大小的主要原因。安裝線路避雷設備可以有效地將電流分流，傳送給周圍塔桿，形成耦合分量。而由于避雷線上的電流小，運用在避雷器上，這種耦合作用會使導線地位升高，減少了線路與塔桿之間的電壓差，避免了絕緣子閃絡的出現。因此，在超高壓輸電線路運維的過程中，可以通過安裝線路避雷器運用鉗電的作用，達到防雷效果[3]。

3.6使用不平衡絕緣的地線

在防止雷擊對導線進行損壞時，可以在原有的輸電線路基礎下，再加設另外的架設地線。當出現雷擊的情況時，塔桿頂的電流會自動進行分流，通過電位的下降，減弱了串間的電壓，以此達到防雷的效果。而地線架設形式中的數量和保護范圍都與雷擊跳閘有關聯性，所以，針對這一情況，合理規劃線路架設對防雷起著至關重要的因素。另外，超高壓電路設計基本都是采用雙回路形式，因桿塔的線路架設有其特殊性，導致不能很好地進行防雷。針對這一問題，可以采用不平衡絕緣的地線，在采用地線的過程中要嚴密注意著絕緣子的串片數量，因串片數量如果不足，就會出現閃絡的現象，當出現雷擊時，二者同時應用會出現耦合現象，不能起到防雷的作用，甚至出現不能持續性的供應電力的問題。

結論：總而言之，超高壓輸電線路雷擊跳閘事故的發生影響人們正常的生活，阻礙了電力產業的發展，為改善這一情況，必須結合實際情況調整避雷線保護角、降低塔桿接地阻值、安裝智能電網、融入先進監管方式及線路防雷設備等措施，以保證線路的正常運行，促進電力系統的正常發展。

參考文獻：

[1]耿桂森.超高壓輸電線路的雷擊跳閘案例分析[J].集成電路應用，2020，37（06）：144-145.

[2]李永明.山東地區500kV輸電線路差異化防雷技術研究與應用[D].山東大學，2018.

[3]賀遠.500kV輸電線路雷擊故障分析與防雷措施研究[D].華北電力大學，2017.