220 kV輸電線路防雷研究

何其彬

摘 要：電力系統中，220 kV的高壓輸電線是重要的組成部分之一，與其他中低壓線路相比，受到雷擊災害的影響更大。文章就220 kV輸電線路的防雷問題進行研究，并找出防雷保護措施。近年來，防雷輸電線路的研究極大提高了防雷水平。各種防雷技術的出現，是當今輸電線路中最有效的措施，同時還是維護、運行、施工的關鍵性工作。

關鍵詞：220 kV 輸電線路 防雷

中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0040-02

電網中發生事故的主要原因多數為輸電線路的故障，其中輸電線路的故障主要由雷擊跳閘問題造成的。因自然環境的影響，損壞設備，影響正常的工作運行，大面積的停電容易出現惡性后果。這些損壞對日常生活造成極大的惡劣的社會影響，引起社會恐慌。近年來，防雷輸電線路的研究，極大提高了防雷水平。各種防雷技術的出現，是當今輸電線路中最有效的措施，同時還是維護、運行、施工最重要的關鍵性工作。

1 220 kV輸電線路雷擊的產生

1.1 220 kV輸電線路的雷電成因

雷電多出現在積雨云天氣中，是雷電大氣中的放電現象，溫度和氣流不同的運動下，使得積云雨能夠在相應地摩擦中來電，形成帶電荷的云層。總的來說，電荷不斷地積累下，雷雨電壓逐漸升高，且帶有不同電荷雷云和大地凸顯物。當接近到某一程度時，可能會發生激烈的放電現象，且出現強烈的閃光現象。由于在放電時溫度能夠一度達到2 000℃，空氣受到熱力后，發生急劇膨脹的情況，隨著發生爆炸轟鳴聲，最終產生雷鳴和閃電。

雷電的產生與氣象條件、緯度有著密切關聯，通常情況下，山地雷電與平原相比建筑物較高，受到雷擊的機會較多、220 kV輸電線路為長距離的輸電線路，線路多是金屬構筑物，所以，通過的地區大多為人類活動相對較少的平原、山區，這些地區的地形由于比較空曠，容易大面積地遭遇雷擊。

1.2 架空和電線感應的起電情況

在雷電形成的過程中，220 kV線路的導線因受到雷云的影響產生了一定的靜電感應，因此，當雷云放電時，大量的積壓電荷能夠形成上千伏的雷電感應電壓，這些電壓能夠在一定程度上威脅高壓線路的安全運行。

2 線路防雷裝置的開發和利用

220 kV輸電線路中，線路防雷裝置一般在多短針驅雷的裝置基礎上進行開發的，主要應用于線路防雷的線路裝置中。自上世紀80年代初，出現多次輸電線路遭遇雷劈事件。常規的避雷效果不完善，線路防雷裝置中開發出許多短針驅雷裝置，這一驅雷裝置一般被應用到智能大廈中。輸電線路的具體防雷實質上可被歸結為桿塔頭部的防雷裝置，用于超高建筑的防雷。針對防雷運行的經驗而言，避雷線能夠避免設備遭雷擊，因而，在輸電線路中桿塔塔頭和附近的方位不被遭遇雷擊，輸電線路的跳閘幾率便會大大降低。

3 220 kV輸電線路防雷措施

3.1 架設避雷線

輸送電線路中最基本的防雷措施是架設避雷線，避雷線的功能不僅可以防止雷直擊導線，還可在雷擊塔頂時對雷電流有分流作用，減少入桿塔的雷電流，降低塔頂的點位，對導線具有一定的耦合作用。降低雷擊桿塔時塔頭絕緣上的電壓。避雷線在一定的程度上對導線具有屏蔽作用，對導線上感應的電壓造成一定的降低。220 kV的輸電線路中架設避雷線，在每年平均雷暴日數不超過15天的地區或者相應地運行經驗能夠證明雷電活動輕微的地區架設單根接地線，而在山區一般則要架設雙地線，220 kV的輸電線路的對邊導線的相應保護角應該不大于15度。

3.2 應用線路型的避雷器

220 kV輸電線路中線路型避雷器采用在一定程度上提高線路的運行水平，能夠履行避雷針最主要的功能，不僅能夠降低跳閘發生的頻率還能夠使得線路有效地抵御雷擊。線路型避雷器的應用能夠在一定程度上有效降低跳閘現象的發生，使得220 kV的電壓線路在安裝避雷器后，在某種程度上較好地提高桿塔的過電壓，使得大于線路的感應電壓與串聯電壓絕緣。只有這樣才能夠有效地將雷電電流被積極引入到相應地接地網中，接地網能夠有效地實現對線路的保護。最后，在實踐的過程中為了打好更加完善地防雷效果，能夠有效地采用多個避雷器相互組合的具體使用方式。針對具體的實踐而言，如果220 kV的輸電線路中沒有安裝線路型的避雷器，當桿塔受到電阻沖擊時，桿塔的耐雷水平一般平均較低，如果接地電阻值相對較小時，輸電線路的耐雷水平便會提高好多。因線路不同，安裝線路避雷器后能夠使得耐雷水平發生相應地變化。當出現輸電線路遭遇雷擊時，雷擊的電波便會沿著線路進行傳播。由于雷電波在傳播的過程中需要一定的時間，需從一個桿塔傳遞到下一個桿塔，如果桿塔與桿塔之間的距離發生變化，便導致避雷線后的輸電線路中的耐雷水平也不相同。具體的輸電線路中，耐雷水平隨著桿塔距離的增加后進行增大的，主要因為桿塔距離小時，避雷線上的殘壓與絕緣子串中的電壓相比依舊較低。此時此刻，耐雷水平較高。從某種意義上而言，桿塔距離的增加，能夠將雷電的電流進行分流，不斷增加作用在絕緣子串上的電壓，造成輸電線路中的耐雷水平下降。

3.3 桿塔接地電阻降低

220 kV的輸電線路中，接地電阻和耐雷水平的關系成反比，有效降低桿塔電阻使輸電線路的防雷性能能夠得到有效增強，還能夠在某種程度上降低雷擊時輸電線路的過電壓作用。桿塔接地電阻的降低，采用的通常是增設接地裝置，利用外部接地裝置和連續的接地線沿著線路埋設兩根接地線，接地線能夠與基塔的裝置進行連接，連接之后，就不需要再做其他的裝置了。針對上述方式運用的經驗表明，增長接地極的長度以及采用垂直接地體，是降低桿塔接地電阻極為有效地重要措施之一。220 kV輸電線路中不可避免會經歷山區線路，這些輸電線路位于高土壤電阻率地區，需要對電阻超規的桿塔進行改善，具體做法是：（1）將接地電阻率降低到合理的范圍內；（2）依照規定的日期對全線的桿塔接地電阻進行測試，在測試的過程中如果遇到不合格的接地電阻應該進行及時的處理和更換。

3.4 增加耦合地線

220 kV電壓中為了提高線路的防雷性能，減少線路的雷擊跳閘率，可利用在導線的下方或者導線的周圍增設耦合地線，耦合地線和架空地線方法的使用在某種程度上增強電線路防雷性能的機理。輸電線路防雷性能機理的提高，能夠在某種程度上提高避雷線和輸電線之間耦合系數，這種方法雖然不能夠在一定程度上減少繞擊率，但可以起到分流和耦合作用。因此，降低桿塔絕緣上所能夠承受住的電壓能夠在某種程度上提高輸電線路的耐雷水平。

3.5 提高線路的絕緣性

絕緣能力的好與否直接與絕緣子性能有一定關系，雷擊頻發地段需要采用相應措施進行強化。強化輸電線路與絕緣進配合，能夠在一定程度上提高絕緣的耐雷水平。事實證明，絕緣子數量的增加或者等級的提高，能夠大大提高耐雷水平，還會大大降低雷擊跳閘的相應幾率。復合材料的合成絕緣子因質量好、強度高、重量輕以及防污性能強而受到輸電線路企業的喜愛。

參考文獻

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