高壓架空輸電線路防雷現狀與措施

摘要：隨著我國經濟的快速發展，電力需求也在不斷的增加，作為電網運行最為關鍵的輸電線路而言，其安全可靠的運行是電力系統中的重要環節。由于受雷擊的影響給輸電線路帶來了很大的危害。因此，加強輸電線路雷害保護措施的研究與改善勢在必行。

關鍵詞：高壓；架空；輸電線路；防雷；現狀；措施

中圖分類號：TM86文獻標識碼：A

前言

在電力系統中，高壓架空輸電線路是保障電網輸電的重要環節。由于線路分布范圍廣、線路長度長等特點，遭受雷擊導致電路跳閘停電的比例較高，嚴重的影響了高壓架空輸電線路的安全性與應用性。因此，尋求有效的線路防雷保護措施，一直是電力工作者討論的課題。筆者根據多年的工作經驗，主要及就高壓架空輸電線路防雷保護的現狀及措施進行了闡述。

1、雷擊線路造成的危害

雷擊線路可以使線路發生短路接地故障。雷電作用時間很短，但導線對地發生閃絡后，工頻電壓將沿此閃絡通道放電，發展成-1二頻電弧接地。導致繼電裝置動作，影響線路正常送電，形成沿輸電線路侵入變電站的雷電波．使電力設備承受很高的過電壓。以致設備絕緣破壞．造成停電事故。

2、高壓架空輸電線路防雷保護的現狀

2.1．架空輸電線路防雷保護的現狀

電在人們的生活生產中發揮著重要的作用，而雷擊會影響高壓架空輸電線路的正常工作，甚至產生一系列的安全問題。盡管近年來我國相關部門加強了對線路防雷的研究，從而使因雷擊導致線路跳閘的現象逐年減少，但在電網中，因雷擊引起線路跳閘的情況仍有發生，這就說明，我們在高壓架空輸電線路的防雷保護工作還不夠完善，還需要進一步的研究與探討。

2．2．高壓輸電線路遭受雷擊的事故主要有線路絕緣子的50％的放電電壓，有無架空地線，雷電流強度，桿塔的接地電阻這幾個原因。在進行高壓輸電線路設計時，要先明確高壓輸電線路遭雷擊跳閘的原因，然后有針對性選擇防雷方式。所以說要制定完善的防雷保護方案，首先要求我們對雷擊活動的規律進行研究，要搞清楚它是因何原因而發生的，從而有針對性的進行防雷保護

1）雷擊多發生于地形復雜、高差大、山谷風口等地方。在這些特殊環境中，雷擊的頻率很高，雷云與地面之間雷擊的概率在每個雷電日平方公里中可達0．015次。

2）雷擊一般大多是發生在絕緣薄弱的耐張桿上的，目前的技術要求上使直線桿塔絕緣配置有了提高，但相應耐張桿塔的絕緣配置未調，從而導致其絕緣子要承受較之之前更大的機械負荷，使得耐張桿絕緣薄弱點產生。

3）雷擊打多發生在高山上或土壤電阻率高的地方，接地裝置深埋地下，長時間的腐蝕會導致導體有效截面減少，使其分散雷電流的能力減弱，甚至引發接地體斷裂。不合格的接地電阻容易造成反擊，引發絕緣閃絡，雷擊跳閘與接地電阻的變化成正比。

4）避雷線保護角大的桿塔也是雷擊多發地，雷電保護角就是指在避雷線和邊相導線的連線與經過避雷線的鉛垂線之間的夾角，它主要是保護導線不被雷擊中，但實際上，它在雷擊保護中起到的作用被弱化，不僅沒有有效保護絕緣子串，同時對導線產生了一定的繞擊可能。

2．高壓輸電線路防雷措施

2.1．架設避雷線

避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊導線。此外，避雷線對雷電流有分流作用，可以減小流人桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣上的電壓：對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。架設避雷線的要求：線路電壓愈高．采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所占比重也愈低，220 kV輸電線路應該全線架設避雷線。

2.2．降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻值的離低是影響桿(塔)頂電位高低的關鍵性因素，桿塔接地電阻如果過大，雷擊時易使桿(塔)頂電位升高，對線路產生反擊。接地電阻如果滿足要求．當雷電擊中桿(塔)頂或避雷線時，強大的雷電流將迅速地通過接地裝置泄入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運行。為了使線路的雷擊跳閘率不超過國家電網公司的管理目標，桿塔的接地電阻一般不宜大于10Ω。如大于10Ω則應通過改造實現降阻，個別桿塔經多次改造后仍難以達到的，可適當放寬界限，但不得超過20Ω。對新建線路桿塔的接地電阻大部分應控制在10Ω以下。由于桿塔的接地電阻與桿塔附近的土壤電阻率成正比關系，因此在進行接地電阻改造時．應設法降低桿塔附近的土壤電阻率。對于一些土壤電阻率較高的卵石、巖石、砂礫和凍土等地帶，常采用換土、敷設射線、埋設連續伸長接地體、打入垂直接地體、使用降阻劑和采用降阻接地模塊等方法，一般都能起到較好的降阻效果。除了改善接地電阻，還應盡量利用托線、桿塔的金屬部分、鐵塔基礎等自然接地。

一些線路運行單位投人了大量的資金，改善了線路的接地電阻，但此后線路還是屢屢遭受雷擊，經多次檢查、測試才發現，故障桿段由于砼桿制造質量不良和運行年限較長桿內的鋼筋銹斷等原因，砼桿經導通測試其阻值很大。因此，要想從根本上降低桿塔的接地電阻，必須做好兩方面的工作：一是降低桿塔接地體處的接地電阻；二是改善砼桿上的避雷線與接地裝置的導通情況。要從源頭上抓好砼桿的導通測試工作，在對新建線路驗收時就要對全線砼桿逐一進行檢測，對于內阻不合格的砼桿堅決不予掛網運行。

2.3．架設耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時，可以采用在導線下方架設地線的措施，其作用是增加避雷線與導線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓。此外。耦合地線還可以增加對雷電流的分流作用。運行經驗證明，耦合地線對降低雷擊跳閘率的作用顯著。

2.4．采用不平衡絕緣方式

為了節省線路走廊用地，在現代超高壓線路中采用同桿架設雙回路的情況日益增多。對此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時，還可采用不平衡絕緣的原則，使兩回路的絕緣子串片數存在差異，這樣雷擊時絕緣子片數少的吲路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回導線的耦合作用，提高了另一回的耐雷水平。使之不發生閃絡，以保證另一回繼續供電。一般認為兩回路絕緣水平的差異宜為31／2倍相電壓(峰值)，差異過大將使線路總故障率增加。差異究竟多少為宜，應通過各方面技術經濟比較來決定。

2.5．裝設自動重合閘

由于線路絕緣具有自恢復功能，大多數雷擊造成的沖擊閃絡和工頻電弧在線路跳閘后能迅速去游離，線路絕緣會發生永久性的損壞或劣化。因此裝設自動重合閘的效果很好。在中性點直接接地的電網中，經驗表明，絕大多數雷擊事故是單相閃絡，所以可采用單相重合閘以減輕斷路器的檢修工作量及減輕對用戶供電的影響。

2.6．采用消弧線圈接地方式

對于雷電活動強烈、接地電阻又難以降低的地區，可考慮采用中性點不接地或經消弧線罔接地的方式，絕大多數的單相著雷閃絡接地故障將會被消弧線圈所消除。而在二相或三相著雷時，雷擊引起第一相導線閃絡并不會造成跳閘，閃絡后的導線相當于地線，增加了耦合作用，使未閃絡相絕緣子串上的電 下降，從而提高了耐雷水平。

2.7．加裝線路避雷器

對于一些雷電活動特別頻繁且接地電阻經反復改造仍達不到要求的桿段，應廣泛使用線路避雷器。它與絕緣子串并聯在桿塔上，因其殘壓低于絕緣子串的50％沖擊閃絡電壓，因此，當桿塔和導線之間的電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器和絕緣子的伏一秒特性相互配合，避雷器就加入分流。此時，大部分雷電流經避雷器流入導線，傳播到相鄰桿塔．只有一小部分雷電流沿桿塔或接地引下線經雷電泄放通道泄入大地，大大提高了線路的耐雷水平，因此能保證絕緣子不再閃絡，避免了線路跳閘停電。線路避雷器在防止線路雷電反擊和繞擊跳閘方面均有很好的效果．但因其價格昂貴，故運行單位應結合本地區歷年來的線路雷擊跳閘情況、線路所經的地形及運行經驗等進行綜合考慮，合理選擇安裝位置，以充分利用有限資金達到最佳效益。

2.8．加強絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越高桿塔，這就增加了桿塔著雷的機會。對于高桿塔，可以采取增加絕緣子串片數、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等來提高其防雷性能。高桿塔的等值電感大，感應過電壓大．繞擊率也隨高度而增加。因此規程規定，

全高超過40m有避雷線的桿塔，每增高10m應增加一片絕緣子，全高越過100m的桿塔．絕緣子數應結合運行經驗通過計算確定。

結束語

高壓架空線路的防雷保護應該從工程設計階段就加以重視，根據實地情況，因地制宜，采取有針對性、可行性的防雷保護方案。在防雷設施的選擇上要注重設備的專業性、可靠性；同時，嚴格遵守等電位的原則，綜合考慮防雷與接地，并分期分部的做好防雷設施的檢查、檢測與維護。它是一項系統工程，需要我們在系統運行方式、地形地貌、土壤電阻率、運行經驗等方面進行整合研究與治理，從而完成有效防雷的作用。

參考文獻

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