高壓架空輸電線路防雷措施研究

焦大旬

國網重慶市電力公司石柱縣供電分公司

高壓架空輸電線路防雷措施研究

焦大旬

國網重慶市電力公司石柱縣供電分公司

高壓架空輸電線路因雷擊發生事故是常見的，占據總故障的比例也是較高。對于輸電線路來說，越高的電壓等級受到雷擊的概率就越高，造成的危害也就越大。傳統的變電站接入輸電線路的方式是和主地網直接相連，沒有將直擊雷電流卸載裝置設置上，一旦輸電線路被雷擊中，造成的損失難以估量。當前使用的不少絕緣設備自身恢復速度緩慢，因此輸電線路很容易出現跳閘。找到更加有效的防雷技術和方法成為了電力工作者關注的重點問題，本文對高壓架空輸電線路防雷措施相關方面進行分析和探討。

高壓架空；輸電線路；防雷措施

1 雷電的危害

雷擊對高壓輸電線路的危害主要表現為：影響設備的絕緣，流過的大量電流使得設備迅速升溫，導致其發生異常甚至爆炸；雷擊使得導體出現靜電感應，造成導體因放電而引起局部升溫，導致其扭曲變形或起火；雷擊使得設備通過大量電流，導致繼電保護設備動作，當雷擊持續時間超過繼電保護設備重合閘延時則會造成重合閘不成功，影響電網供電的可靠性。

2 高壓架空輸電線路防雷措施

隨著技術的發展，防雷措施有了長足的進步，主要有降低桿塔接地電阻、減小保護角、架設避雷線、安裝避雷器等，通過實際應用，均有一定的防雷效果。

2.1 降低桿塔接地電阻

一般高度桿塔，可以通過降低桿塔接地電阻的方式降低發生雷擊的頻率。大多數的雷電的電流幅值較小，通過降低接地電阻的方法能夠取得較好的效果。廣東省作為山區較多的省份之一，通過換土、使用降阻劑以及人工改變電阻率的方式來降低電阻。在土層厚度不滿足的地方，沿水平接地體挖接地槽，槽深1m，接地極坑深3m，底部直徑1m。挖掘完成后，先鋪設20cm的黏土夯實后，放置接地體，再使用回填土層層夯實。降阻劑是在接地極附近使用，通過放大接地極的外形尺寸，降低與周圍介質之間的接觸電阻，降阻劑適用于小型接地網和小面積的集中接地。人工改變電阻率主要是通過使用低電阻率的材料制造接地體，減少電阻率。

2.2 減小保護角

保護角的設計應考慮到現場實際情況，在山林地區，應采用較小的保護角，特別是在經濟條件允許的情況下，對繞擊率較高的區段或桿塔，采取恰當措施減小地線保護角。特別是在強雷區和多雷區，地面坡度較大時，降低保護角有難度，可以考慮使用線路避雷器。

2.3 架設避雷線

目前，高壓輸電線路防雷普遍采用架設架空設防雷接地線(即避雷線)。架空防雷接地線在應對雷擊上主要表現為以下幾方面：第一是分流作用，在架空輸電線路被雷擊時會降低桿塔上流經的電流，從而降低桿塔電壓，達到保護桿塔和輸電線路的目的。第二是通過耦合作用降低絕緣子的電壓，從而保護絕緣子，防止閃絡現象的出現。第三是屏蔽作用，因為架空防雷接地線的電位相對輸電線路更低。目前在架空防雷接地線的架設上，我國采用的標準是220kV及以上電壓等級的架空輸電線路應全線架設架空防雷接地線，500kV及以上電壓等級的超高壓輸電線路則應架設雙架空防雷接地線。

2.4 安裝避雷器

隨著技術的發展，避雷器已經能較好的完成避雷效果，特別是大量先進避雷器的推廣應用，更是有效保障了輸電線路的安全運行，常見的有放電管類避雷器、壓敏電阻類避雷器、間隙類避雷器等等。其中：開放式放電管避雷器的優點是體積小、漏電流小、通流能力強、無電弧噴瀉，而它的缺點是反映時間慢、殘壓較高、產品一致性差、有續流；密閉式氣體放電管的優點是體積小、通流量大、無電弧，而它的缺點是產品一致性差、有續流并且殘壓較高；電阻類的優點是反應時間較快、通流容量大、殘壓較低并且無跟隨電流，而它的缺點是老化速度快、漏電流較大、熱穩定一般；開放式間隙避雷器的優點是放電能力強、通流量大、漏電流小、熱穩定性好，而它的缺點是殘壓高、存在續流、反映時間慢；密閉式間隙避雷器的優點是放電電流大、無電弧外瀉、漏電流小、無續流、熱穩定性好，而它的缺點是殘壓高、反映時間慢；抑制二極管類防雷器的優點是反應時間、殘壓低、體積小、動作精度高、快無續流，而它的缺點是通流量小。

2.5 架設耦合地線

在導線下面架設耦合地線，可以增加分流和耦合作用，降低絕緣子串上的電壓，提高線路的耐雷水平。由于耦合地線在導線下方且與大地相連接，實際上相當于降低桿塔高度，減小繞擊率。耦合地線與避雷線將導線屏蔽其中，減小了山區線路由于地形影響而使導線受到側擊的概率。但是，耦合地線的終端桿塔因雷擊分流作用減小和大氣電場分布的畸變，可能會成為相對的薄弱點，更易遭受雷擊。因此，應盡量降低終端桿塔的接地電阻，并增加一片絕緣子。線路架設耦合地線后，可能會對桿塔強度、導線交叉跨越等產生影響，因此一般只適用于丘陵、山區、跨越檔和降低桿塔接地電阻困難的地區。

3 防雷工作的未來發展趨勢

防雷工作是一項長期而艱巨的任務，雖然防雷技術處于發展中，但仍沒有一個萬試萬靈的產品，需要加大技術研究力度，例如雷云起電機理以及雷電感應的定量研究，從理論上完善防雷技術。由于雷電本身為小概率事件，因此我們在發展防雷技術的同時，還需要進行長期、大量的調查統計，在促進技術發展的同時，為防雷工作的發展提供詳實的理論依據。

結語

雷電大自然中的一種復雜現象，同時隨機性較強，對于其發生的概率和時間、地點我們是不能掌握的。因此在高壓架空輸電線路的防雷過程中，一定要從實際情況出發，分析當地的地理情況、氣象情況和線路的運行情況等，對線路的耐雷水平進行正確的核算，采用科學、合理的方法，將抗雷擊能力提高，以此來最大程度地降低雷擊所造成的損失。

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焦大旬，男，1972年2月出生，重慶石柱縣人(籍貫)