架空電力線路綜合防雷技術的探討與應用

摘要：架空電力線路防雷是電力系統防雷工作的重要方面，常用的防雷改進措施有：安裝避雷針、架設避雷線、加強線路絕緣、采用差絕緣方式、裝設藕合地線、升高避雷線減小保護角、裝設消雷器及預放電棒與負角保護針、使用接地降阻劑等。解決線路的雷害問題，要從實際出發因地制宜，綜合治理。

關鍵詞：架空電力線路；綜合防雷

架空輸電線路是電力網及電力系統的重要組成部分。由于它暴露在自然之中，故極易受到外界的影響和損害，其中最主要的一個方面是雷擊。架空輸電線路所經之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長，遭遇雷擊的機率較大。

一、架空輸電線路雷害事故的形成通常要經歷這樣四個階段

輸電線路受到雷電過電壓的作用；輸電線路發生閃絡；輸電線路從沖擊閃絡轉變為穩定的工頻電壓；線路跳閘，供電中斷。針對雷害事故形成的四個階段，現代輸電線路在采取防雷保護措施時，要做到“四道防線”，即：

（一）防直擊，就是使輸電線路不受直擊雷。

（二）防閃絡，就是使輸電線路受雷后絕緣不發生閃絡。

（三）防建弧，就是使輸電線路發生閃絡后不建立穩定的工頻電弧。

（四）防停電，就是使輸電線路建立工頻電弧后不中斷電力供應。

二、架空輸電線路防雷的具體措施

現對生產運行部門常用的架空輸電線路防雷改進措施簡述如下：

（一）架設避雷線

架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：

1）分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；

2）通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；

3）對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。

通常來說，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的比重也愈低。因此，110kV及以上電壓等級的輸電線路都應全線架設避雷線。

（二）安裝避雷針

安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施。

但是在實際應用卻存在以下問題：

1）由于避雷針而導致雷擊概率增大

2）保護范圍小

國內外不少防雷專家，對避雷針能向被保護物有多大的保護距離做了系統的研究得出的結論是：“對一根垂直避雷針無法獲得十分肯定的保護區域”。英國的BS6551法規曾指出：“經驗顯示不能依賴避雷針提供任何保護區內的完整保護”。而德國防雷法規則有意識地不引入避雷針保護范圍的概念。從避雷針因側擊雷、繞擊雷，造成事故的實例來分析，其保護范圍是不十分肯定的。

3）反擊的危害

當雷電被吸引到針上，將有數千安的高頻電流通過避雷針及其接地引下線和接地裝置，此時針和引線的電壓很高，若針對被保護物之間的距離小于安全距離時，會由針及引下線向被保護物發生反擊，損壞被保護物。我國國標規定針距被保護物的空氣中距離≥5米，針距被保護物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米，針對這一要求，微波塔和電視發射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規范的要求。

（三）加強線路絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越高桿塔（如：跨河桿塔），這就增加了桿塔落雷的機會。高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數，加大大跨越檔導線與地線之間的距離，以加強線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔等沖擊閃絡電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率。

（四）采用差絕緣方式

此措施適宜于中性點不接地或經消弧線圈接地的系統，并且導線為三角形排列的情況。所謂差絕緣，是指同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當雷擊桿塔或上導線時，由于上導線絕緣相對較“弱”而先擊穿，雷電流經桿塔人地，避免了兩相閃絡。湖南郴州電業局和包頭供電局在雷害嚴重的一些35kV線路上應用了這一方法，收到了事故率明顯下降的效果。據計算，采用差絕緣后，線路的耐雷水平可提高24%。

（五）采用不平衡絕緣方式

在現代高壓及超高壓線路上，同桿架設的雙回路線路日益增多，對此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時，可考慮采用不平衡絕緣方式來降低雙回路雷擊同時跳閘率，以保障線路的連續供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數有差異，這樣，雷擊時絕緣子串片數少的回路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回路導線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發生閃絡，保障了另一回路的連續供電。