輸電線路防雷措施探討

趙建波/國網青海省電力公司檢修公司格爾木運維分部

輸電線路防雷措施探討

趙建波/國網青海省電力公司檢修公司格爾木運維分部

輸電線路作為電力系統中非常重要的組成部分，其覆蓋范圍較廣，線路較長，而且所處環境較為惡劣，極易受到雷擊而導致跳閘事故的發生，給輸電線路的安全運行帶來較大的影響。因此為了有效的降低輸電線路雷擊所帶來的損害，提高電力系統運行的安全性和可靠性，文中從雷擊線路的成因入手，對高壓輸電線路遭受雷擊可能存在的隱患進行了分析，并進一步對常用的高壓輸電線路防雷措施進行了具體的闡述。

輸電線路；雷擊；跳閘；避雷器

前言：我國輸電線路大部分都處于室外環境下，而且線路綿延數百公里，所處環境較為復雜，同時桿塔都會高出地面數十米以上，處于制高點，這樣就導致大部分處于曠野及高山中的輸電線路極易遭受到雷擊的損壞。所以需要加強對輸電線路的防雷保護，降低雷擊所給輸電線路所帶來的影響，確保輸電線路運行的可靠性。所以通過對雷擊的成因及可能給線路帶來的危害進行有效的分析，從而采取切實可行的措施有效的降低雷擊的影響，確保電網能夠安全、可靠的運行。

一、雷擊線路成因

桿塔作為輸電線路的組成部分，其往往高于地面幾十米以上，處于地面的制高點，這樣在雷電形成過程中，輸電線路桿塔則會形成主放電通道路，在極短時間內會有大量的異號電荷中和，從而瞬間導致較高的電流產生，并經由桿塔流入到地下，從而塔頂電位升高。雷電流對桿塔電感產生的電位升高值與雷電流對桿塔沖擊接地電阻產生的電位升高值之和與塔頂電位相等，這樣塔頂電位與導線上的感應電位的差值，同時線路工頻電壓幅值也會產生一定的影響，這些影響相加在一起大于絕緣子百分之五十時，則會導致絕緣子串出現閃絡放電，從而導致雷擊跳閘事故的發生。

二、高壓輸電線路遭受雷擊可能存在的隱患

（一）絕緣子閃絡擊穿

絕緣子作為輸電線路上的重要組成部件，其材質以陶瓷、合成橡膠和鋼化玻璃等為主，在架空線路中，利用絕緣子來對輸電導線起到支撐作用，防止電流回地，而且為了能夠有效的確保絕緣子作用能夠發揮出來，則在電負荷和環境發生變化時也不能對各種機電應力造成影響，從而確保輸電線路安全的運行。當雷擊事故發生時，會有過電壓產生，當使用懸式絕緣子時，由于會有零值絕緣子出現，一旦有過電壓存在，零值絕緣子則會成為薄弱之處，極易發生閃絡導致擊穿的現象發生。而選用鋼化玻璃絕緣子時，則會存在掉串或是裸串的現象。當利用合成絕緣子時，也會受到機械的作用出現掉串及老化的安全隱患。所以在雷擊發生時，高壓輸電線路絕緣子出現閃絡被擊穿是較為常見的，因此為了有效的確保電力系統能夠安全運行，則需要合理對絕緣子進行使用，降低雷擊所給絕緣子帶來的影響。

（二）桿塔存在的隱患

桿塔作為輸電線路的重要支撐，架空輸電線路中通常由鋼筋混凝土和鋼材來制成桿塔，但在長期的運行過程中，鋼筋混凝土桿塔會存在老化及裂縫等病害，一旦雷擊發生，則會導致桿塔內瞬間產生高溫過熱的現象，從而導致鋼筋混凝土桿塔出現爆裂，從而導致導線在機械拉力作用下出現斷裂、桿塔倒塌等事故。

（三）避雷線防雷存在的局限性

在對輸電線路防雷時，往往會應用于避雷線，這樣在雷擊作用下導致強大過電壓產生時，避雷線則會起到良好的遮蔽作用，承擔起更多的雷電并將其導入大地。但在導線防雷擊過程中，避雷線并不能起到完全防雷的作用，因為還存在雷電繞擊導線的情況發生，所以利用避雷線防雷還存在著一些局限性。

（四）接地裝置的問題

接地裝置主要指的是接地電極與埋設在低下的接地網連接在一起的設備。在接地裝置中主要存在兩種問題：其一，由于地網的腐蝕，最主要的是因為電化學的腐蝕，這是和桿塔土壤的具體結構相互聯系的；其二，接地體施工質量也會有影響，接地裝置電阻也會受到接地線敷設長度、埋深等方面影響。

三、常用的高壓輸電線路防雷措施

（一）采用消弧線圈接地方式

在雷電活動強烈時，接地電阻又難于降低的地區，110kV及以下電壓等級的電網可考慮采用系統中性點不接地或經消弧線圈接地方式。這樣可使大多數雷擊單相閃絡接地故障被消弧線圈消除，不至于發展成為持續工頻電弧。而當雷擊引起二相或者三相閃絡故障時，第一相閃絡并不會造成跳閘，先閃絡的導線相當于一根避雷線，增加了分流和對未閃絡相的耦合作用，使未閃絡相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。我國的消弧線圈接地方式運行效果良好，雷擊跳閘率大約可降低1/3左右。

（二）避雷線的架設

在輸電線路的防雷保護中，避雷線架設是最有效也是最基本的措施。避雷線主要是防止雷電直接擊打到導線，并且也擁有其他方面作用：其一，分流，主要是為了將流經桿塔的雷電流減小，從而將塔頂的電位降低；其二，通過耦合作用，也會使得線路絕緣子的電壓有所降低；其三，對于導線也起到了屏蔽作用，對于導線上過電壓的感應也有所降低。

（三）桿塔接地電阻降低

降低接地電阻是高壓輸電線路防雷的另一個有效的防范措施。在接地電阻降低的措施當中，還應該全面的分析當地的氣候、地形、原本輸電線路的運行經驗等，從而選擇合理的措施。

第一，接地引下線、架空地線應該牢固的連接，保證良好的接觸；

第二，接地裝置施工質量需要嚴格把關，確保接地電阻能夠符合最初的設計；

此外，對于高電阻率的土壤，還可以使用降阻劑，這樣對接地電阻也能夠加以改善，保證電流流通面足夠大，能夠將雷電電流迅速的引入到大地之中。

（四）在線路當中裝設避雷器

為了降低直擊雷對于線路的損害，我們主要通過架設避雷線，但是我們卻無法將感應過電壓以及雷電繞擊完全消除掉，因此，我們就應該考慮將避雷器安裝在容易遭受雷擊的線路桿塔之上，并且避雷器和接地線之間的連接也能夠將電流引入大地，這樣對過電壓也起到了限制作用，對于設備安全以及輸電線路都起到了保障作用。

（五）線路絕緣性能的提高

只有保證線路的絕緣性，才能夠避免被雷擊擊中的次數，從而有效降低減少線路跳閘率。如果架設的區域位于高海拔，并且容易受到雷擊的區域，就需要強化線路絕緣子的檢查力度，如果絕緣子處于低值或者是零值，就應該及時的更換；及時地檢查區域之內的土壤情況，做好鹽密測量工作；在停電檢修線路的時候，也要做好絕緣子的防污處理；此外，如果一般的防雷措施達不到防雷標準，也可以在其中采用絕緣的方式，這樣對于遭受雷擊的次數也可以有效的減少。

四、結束語

輸電線路防雷工作是一項系統工程，需要從全方位、各個環節進行考慮，針對輸電線路自身的特點，從設計、施工及運行等多個方面進行探索，尋求出即經濟又具有良好的性能的防雷方案，有效的降低雷擊所給輸電線路帶來的影響，確保線路安全、穩定的運行。

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