供電線路雷電事故分析及防雷措施研究

摘 要：雷電對(duì)供電線路的危害非常大，小至影響人們正常的日常生活，大至威脅到人們的生命。筆者在本文首先分析了供電線路所造成的危害，然后簡(jiǎn)略地談?wù)劮览椎拇胧汉侠磉x擇線路路徑；架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；在部分地段裝設(shè)避雷器；提高線路整體絕緣水平。

關(guān)鍵詞：供電線路；雷電事故；防雷措施

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 22-0000-02

筆者進(jìn)入山西陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司發(fā)供電分公司以來(lái)，在公司負(fù)責(zé)雷電事故這一攤子事務(wù)。本公司所從事的服務(wù)行業(yè)為：電力、煤氣及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、電力、蒸汽、熱水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、電力生產(chǎn)業(yè)、火力發(fā)電業(yè)。在這么多年的工作經(jīng)歷中，所見所聽供電線路的雷電事故太多了，給人們的生活造成了一些后果。輕則造成日常生活當(dāng)中斷電斷水，重則造成人員的傷亡。筆者在本文根據(jù)多年的工作經(jīng)歷，分析供電線路所出現(xiàn)的雷電事故，并提出一些防雷措施，希望能得到同仁的認(rèn)可。

一、供電線路雷電事故的危害

雷電是一種自然現(xiàn)象。在電氣化沒(méi)有完全進(jìn)入人們生產(chǎn)、生活領(lǐng)域時(shí)，人們對(duì)雷電事故的認(rèn)識(shí)不太深入。當(dāng)大量電子產(chǎn)品進(jìn)入每家每戶后，雷電事故更多地和他們的生活緊密地聯(lián)系起來(lái)了，給人們生活、生產(chǎn)造成的危害也越來(lái)越嚴(yán)重了。

我國(guó)雷電分布的特點(diǎn)為：夏季出現(xiàn)雷電的頻率比較高，在春秋兩季雷電很少出現(xiàn)。陸地上出現(xiàn)雷電的現(xiàn)象比海洋上多。山區(qū)比平原多，我國(guó)南方的雷電現(xiàn)象比北方多。

雷電放電的時(shí)間非常短，大約只有0.01秒，可是電流量可高達(dá)10萬(wàn)安培，在這么短的時(shí)間內(nèi)釋放電流，可見電壓很大。

供電線路雷電事故的危害有（從小到大）：

（1）雷電短時(shí)間的能量釋放，給線路造成巨大的沖擊，導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞，不能正常輸送電，影響人們的日常生活和企業(yè)單位的正常生產(chǎn)。

（2）在生產(chǎn)車間，當(dāng)生產(chǎn)正在緊張進(jìn)行時(shí)，強(qiáng)電流產(chǎn)生大量熱能，生產(chǎn)工具會(huì)被熔化、扭曲等，導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)受到損失。

（3）雷電現(xiàn)象會(huì)破壞電力系統(tǒng)的運(yùn)行元件，有可能造成電機(jī)、變壓器等保護(hù)設(shè)施受到損壞，從而形成輸電體系的“多米諾骨牌效應(yīng)”，給電力部門的維修帶來(lái)了很多麻煩。

（4）雷電現(xiàn)象可直接導(dǎo)致人員的死亡。例如室外供電線路雷電后，最容易造成“電觸死”人的事故；在室內(nèi)，當(dāng)雷電擊室內(nèi)線路或其它電力設(shè)施后，可能會(huì)引發(fā)爆炸現(xiàn)象，對(duì)人員造成傷亡。

二、事故案例分析

2012年7月，陽(yáng)泉市某變電所受暴風(fēng)雨的襲擊，當(dāng)時(shí)閃電、暴雨交加，2號(hào)主變受到電擊后，主變兩側(cè)的開關(guān)跳閘，重合沒(méi)有成功。集團(tuán)得知消息后，立馬派人進(jìn)行維修。在對(duì)2號(hào)主變進(jìn)行外部檢查時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，隨即對(duì)高低壓繞組進(jìn)沒(méi)測(cè)試，顯示繞組也不存在明顯的變形。然后對(duì)變壓器繞組絕緣進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，最終得知：低壓a相局部縱向絕緣存在著嚴(yán)重的損壞情況。

2號(hào)主變損壞過(guò)程及原因分析：供電線路出現(xiàn)雷電過(guò)電壓損失現(xiàn)象有兩種——感應(yīng)雷過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓。2號(hào)主變損壞是由于感應(yīng)雷電過(guò)壓造成。此2號(hào)主變是66kV側(cè)繞組形式，繞組中的初始電位分布時(shí)不均勻，其首端絕緣相對(duì)來(lái)講是最容易被破壞的。所以2號(hào)主變的低壓a相就出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象。

三、防雷措施研究

（一）供電線路雷擊原理

供電線路雷擊分兩大類型：直擊雷過(guò)電壓和咸應(yīng)雷過(guò)電壓。雷電匯集于云層當(dāng)中，雷云的電主要集中在幾個(gè)帶電的中心，帶電的雷云分為上部分和下部分，上部分帶正電，下部分帶負(fù)電。當(dāng)雷云和地面的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，雷云就會(huì)游離，朝著某個(gè)方向流動(dòng)。雷云在放電時(shí)具有選擇性，當(dāng)某個(gè)地方的電場(chǎng)強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，雷云就會(huì)向它靠攏，雷云的“先頭部隊(duì)”就會(huì)和地面“建立起高導(dǎo)電通道”，尋找“最佳的釋放對(duì)象”，和它進(jìn)行“親密的接觸”。這樣主放電階段就結(jié)束了，“接受中心”受到雷電無(wú)比的摧殘，“面目全非”了。

（二）供電線路防雷措施研究

當(dāng)前我國(guó)供電線路防雷措施不外乎以下幾個(gè)方面：合理選擇線路路徑；架設(shè)避雷線；降低桿塔接地電阻；在部分地段裝設(shè)避雷器；提高線路整體絕緣水平。

1.合理選擇供電線路。前面已講過(guò)，山區(qū)雷擊的概率比平原的概率要高，所以在架設(shè)線路時(shí)，要避開雷區(qū)。除此之外，風(fēng)口之處、靠近水源之處、河谷等地也是易雷擊的地區(qū)，也不適宜架設(shè)線路。另外，在架設(shè)供電線路時(shí)也可以進(jìn)行線路防雷計(jì)算，例如計(jì)算線路的感應(yīng)雷過(guò)電壓（分有避雷線和無(wú)避雷線）和直擊雷過(guò)電壓（分有避雷線和無(wú)避雷線），計(jì)算出繞幾率，從而來(lái)架設(shè)供電線路。

2.架設(shè)避雷線。避雷線的作用就是要防止雷電擊中供電線路。除此之外，它對(duì)雷電還有分流作用等，減少經(jīng)過(guò)桿塔的雷電流，減少直擊雷過(guò)電壓和咸應(yīng)雷過(guò)電壓。在架設(shè)避雷線時(shí)，為了不使雷電直接擊中的線路，其對(duì)線路的保護(hù)角可以做小一些，減小繞擊率，一般在20度到30度之間。避雷線在大多數(shù)情況下，只使用于輸電線路中，它組成一個(gè)閉合的回路，在每個(gè)擋距中，高壓線路能感應(yīng)到電流，從而損耗了功率。所以為了避免或降低這一損耗，可將避雷線經(jīng)過(guò)一個(gè)小間隙對(duì)地（桿塔）絕緣起來(lái)。雷擊時(shí)，間隙被擊穿，使避雷線接地。

3.降低桿塔接地電阻。桿塔的作用可以防止、降低雷擊對(duì)線路或電力設(shè)施的破壞作用。例如，若雷電擊中某一相電流接地時(shí)，它就可以防止其它兩相電流受到破壞。目前我國(guó)降低桿塔接地電阻的方法除了避雷線和塔腳電阻相結(jié)合的方法之外，還有以下幾種方法：接地電阻降阻劑、爆破接地技術(shù)、伸長(zhǎng)水平接地體。

4.裝設(shè)避雷器。在陽(yáng)泉附近地區(qū)，供電線路由于雷擊引起的跳閘頻率較高，為了能夠及時(shí)的供電，減少雷擊造成的危害，可在線路交叉或高塔線路上裝設(shè)避雷器，把雷電流分流至其它桿塔上，提高導(dǎo)線的電位。

5.提高線路整體絕緣水平。除了上述四種方法之外，提高線路的絕緣水平也是主要的措施。可以在桿塔上、檔距中央導(dǎo)線以及避雷線之間進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)，以提高線路整體絕緣水平，避免雷擊造成的危害。

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