淺談架空輸電線路的防雷措施

吳祥

【摘要】通過對安徽省某地區近年來架空輸電線路遭受的雷擊跳閘情況進行分析，并評估已采用的各種防雷措施，總結出了提高架空輸電線路耐雷水平，降低線路跳閘率的一些實踐經驗。

【關鍵詞】架空輸電線路；雷擊跳閘；防雷措施

Discussion on Lightning Protection Measures of Overhead Transmission Line

Wu Xiang

（Yunnan Silver Tower Power Construction Co.， LtdKunmingYunnan650000）

【Abstract】Based on the analysis of the lightning strike in the aerial transmission lines of an area in Anhui Province in recent years， and the various lightning protection measures have been evaluated， some practical experiences have been put forward to improve the lightning protection level of overhead transmission lines and reduce the line tripping rate.

【Key words】Overhead transmission lines；Lightning trip；Lightning protection measures

近幾年來，隨著國家經濟的快速發展與電力需求的不斷增長，電力生產的安全問題也越來越突出。對于送電線路來講，雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。由于大氣雷電活動的隨機性和復雜性，目前世界上對輸電線路雷害的認識研究還有諸多未知的成分。架空輸電線路和雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個難題，雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故l/3或更多。因此，尋求更有效的線路防雷保護措施，一直是電力工作者關注的課題。筆者根據近幾年來的工作經驗，僅就線路防雷接地這一課題談一點個人淺陋的看法。

1. 架空輸電線路防雷概述

（1）架空線路輸電是電力工業發展以來所采用的主要輸電方式。通常所稱的輸電線路就是指架空輸電線路。通過架空線路將不同地區的發電站、變電站、負荷點連接起來，輸送或交換電能，構成各種電壓等級的電力網絡或配電網。線路長度有時達數百公里或更多，所以引趕輸電線路故障跳閘的原因就很多，其中因雷擊引起的跳閘次數位居所有跳閘原因之首。因此，如何切實有效地制定及改善架空輸電線路的防雷措施，從而降低線路雷擊跳閘率，是保證電力系統安全穩定運行的必要條件。

（2）然而，任何防雷系統都離不開接地，要做好架空輸電線路防雷保護，其核心問題就是要做好接地。輸電線路桿塔接地裝置作為輸電線路重要組成部分，作用是確保外來雷電流入地面，保護絕緣線路設備，減少線路雷擊跳閘率。因此，確保接地裝置完整性，是降低輸電線路雷擊跳閘率的主要措施。

（3）架空線路裝設避雷線，是為了防止雷電直擊導線，產生危及線路絕緣的過電壓。避雷線遭受雷擊后，雷電流即沿避雷線經接地引下線進入大地，從而可保證線路的安全供電。不同的桿塔接地電阻值，雷電流在桿塔頂部形成不同的電位，同時雷電波在避雷線中傳波時，又會與線路導線耦合而感應出一個行波，但這行波及桿頂電位作用到線路絕緣的過電壓幅值都比雷電直擊導線時產生的過電壓幅值低得多。

2. 架空輸電線路雷擊跳閘類型

2.12007年至2010年，安徽省淮北市范圍內共發生了71次35kV及以上的輸電線路雷擊跳閘事故，其中35kV線路46次，占總雷擊跳閘次數的64.8%；110kV線路19次，占雷擊跳閘次數的26.7%；220kV線路6次，占雷擊跳閘次數的8.5%。

2.2經過統計分析該地區從2007年至今的輸電線路跳閘情況，引起線路跳閘雷擊形式主要有以下幾種。

（1）繞擊類跳閘，其故障點的特點為線路架設有架空避雷線，故障點的接地電阻合格，故障點為單基單相或相鄰兩基同相，跳閘時故障點附近的雷電流幅值較小，故障點所處地形一般為山頂邊坡等易繞擊地形，故障相一般為水平排列的邊相或垂直排列的中、上相。此類跳閘多出現在110kV、220kV線路當中；

（2）反擊類跳閘，其故障點的特點為故障點的接地電阻不合格，故障點為一基多相或多基多相，跳閘時故障點附近的雷電流幅值較大，故障相一般為水平排列的中相或垂直排列的中、下相。此類跳閘在35～220kV線路當中均有出現；

（3）感應雷跳閘，其故障點的特點為線路未架設架空避雷線，故障點的接地電阻合格，故障點為一基多相或單相，跳閘時故障點附近的雷電流幅值較大，故障相一般為水平排列的邊相或垂直排列的上相，且多發生在35 kV及以下電壓等級的輸電線路上。

3. 輸電線路防雷保護措施的適用性總結

3.1架設避雷線。

架設避雷線是輸電線路防雷保護有效措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有分流作用，可以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；此外，通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；其次對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。從該局的實際運行經驗中可以看出，架設避雷線對于耐雷水平較低的35kV線路尤其重要。而對于110kV及以上電壓等級線路，從前面的分析可以看出，繞擊已經成為威脅110kV及以上線路的主要雷擊形式，因此在條件允許的情況下盡可能地增大線路的保護角是非常有必要的，新建的110kV、220kV同塔雙回線路最好是都能夠采用0°甚至負保護角。

3.2降低桿塔接地電阻。

降低桿塔接地電阻可以減小雷擊桿塔時的電位升高，這是配合架設避雷線所采取的一項有效措施。在土壤電阻率低的地區，應充分利用鐵塔、鋼筋混凝土桿的自然接地電阻。在高土壤電阻率的地區，用一般方法很難降低電阻時，可采用多根放射形接地體，或采用有效的降阻劑降低接地電阻值。目前該局已經將降低接地電阻作為一項運行的基本工作來做，一切的防雷措施都必須建立在接地電阻合格的基礎之上。在運行工作中，加裝線路桿塔石墨接地、水泥桿接地引下線暗改明均為日常的工作內容。

3.3安裝線路避雷器等其他防雷裝置。

對于110kV及以上電壓等級輸電線路，繞擊跳閘為主要的雷擊跳閘類型，在保證接地電阻合格的情況下，采取安裝線路避雷器等其他裝置成為了主要的防繞擊措施。目前該局安裝的防雷裝置有線路避雷器、雷電接閃器、可控避雷針，這3種裝置當中，避雷器的使用經驗已經比較豐富，效果也比較好，但是安裝比較麻煩。雷電接閃器的安裝比較簡單，但是在原理上只能防直擊雷，無法防反擊雷，使用經驗也只有一年。可控避雷針是近年來推出的一種新式防雷裝置，從原理上分析可以防繞擊和反擊，但是使用經驗仍然為零，其效果有待驗證。

3.4合理選擇輸電線路路徑。

大量運行經驗表明，線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段，稱之為選擇性雷擊區，或稱為易擊區。線路若能避開易擊區，或對易擊區線段加強保護，則是防止雷害的根本措施。因此作為運行單位在日常工作中一定要注意特殊區段的清理建檔工作。

4. 結束語

架空線的防雷工作是一項長期復雜的系統工程，架空輸電線路防雷設計的目的就是提高線路的耐雷水平，降低線路的雷擊跳閘率，確保電網的安全運行。在考慮線路防雷方式時，應考慮到線路遭受雷擊的類型，進行相應的防雷設計保護，同時應全面考慮線路的重要程度、系統運行方式、線路經過地區雷電活動強弱、地形地貌特點、土壤電阻率的高低條件，結合當地原有線路的運行經驗，綜合比較，因地制宜，采取合理的防雷保護措施。

參考文獻

[1]龍偉文.對輸電線路防雷的幾點看法[J].廣東輸電與變電技術，2003（02）：17～20.

[2]孫要紅.淺談輸電線路的防雷保護措施[J].科技資訊，2010（17）：147.

[3]樊春雷，吳廣寧，李瑞芳，王云飛.高壓輸電線路繞擊跳閘率的研究[J].電瓷避雷器，2009（2）.

[文章編號]1619-2737（2017）01-18-035