高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探究

李艷飛

摘 要：電力工程施工過程中，輸電線路施工是一個重點，雷電是高壓輸電線路面臨的主要危害之一。文章對高壓輸電線路防雷保護以及絕緣措施進行分析和探討，旨在提高高壓輸電線路運行安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；防雷保護；絕緣保護

高壓輸電線路架設(shè)是電力工程施工過程中的重點，隨著輸電線路覆蓋范圍越來越廣泛，輸電線路施工過程中的難點也越來越大，輸電線路生產(chǎn)任務(wù)繁重、施工人員流動性大、施工操作危險性高，因此，在輸電線路施工過程中，加強輸電線路施工階段的質(zhì)量和安全管理至關(guān)重要。高壓輸電線路對于電力穩(wěn)定運行具有十分重要的意義，高壓輸電線路很容易受到雷擊災害。據(jù)統(tǒng)計，我國高壓輸電線路跳閘事故中大約有40%～70%都是由于雷擊造成的，雷擊跳閘對整個電網(wǎng)的正常運行有很大影響，會增加天路的檢修難度，同時，在雷擊事故中雷電波還會沿著電路侵入到變電站或者發(fā)電廠，導致變電站或者發(fā)電廠的各種設(shè)備、線路被燒毀，使得停電故障范圍進一步擴大[1]。由此可見，對高壓輸電線路進行防雷保護是輸電線路穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，更是確保整個電網(wǎng)安全運行的重要基礎(chǔ)。

1 雷電對高壓輸電線路的危害

雷電是一種比較常見的自然現(xiàn)象，對人們的生產(chǎn)生活有較大的影響，高壓輸電線路一般都是暴露在野外的，線路安全是電網(wǎng)安全運行的基礎(chǔ)和前提，高壓輸電線路很容易受到雷電危害的影響。高壓輸電線路最容易受到雷擊的區(qū)域包括山頂、風口、河谷、峽谷、潮濕盆地、導電性礦物質(zhì)集中處等，在高壓輸電線路架設(shè)過程中，應該要盡量避開這些區(qū)域，如果不能避開，則應該要加強防雷保護。雷電災害主要有以下幾個方面[2]。

1.1 直擊雷危害

直擊雷指的是對高壓輸電線路造成直接電擊現(xiàn)象的雷電災害，例如雷電直接擊中桿塔、導線所引起的過電壓，就叫作直擊雷過電壓。以雷電直擊桿塔為例，雷電擊中桿塔之后，雷電流急劇上升，使得塔頂對地電位突然變得很大，同時，桿塔頂部與導線之間的電位差值也會變大，還伴隨出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，使得桿塔頂部與導線之間的連通性變差，甚至是中斷。直擊導線也是一種十分嚴重的雷電危害，對導線產(chǎn)生危害是由于導線并沒有安全避雷線，因此遇到雷電天氣的時候，過電壓會直接進入導線，產(chǎn)生較大的危害。

1.2 感應雷危害

感應雷危害是高壓輸電線路遭遇較多的雷電災害類型，當雷云經(jīng)過高壓輸電線路附近時，雷電放電過程中，會形成電磁感應，這些電磁感應會傳到地下，這種雷擊過電壓一般對35 kV以下的電路產(chǎn)生的危害更加嚴重，對高壓輸電線路造成的危害不是很嚴重。

1.3 雷電沖擊波的危害

雷電沖擊波是一種突發(fā)的高壓沖擊波，會對高壓輸電線路產(chǎn)生影響，由于突發(fā)的高壓沖擊，很多高壓輸電線路都不能承受這些高電壓，因此導致線路被破壞，對整個電網(wǎng)的正常運行產(chǎn)生十分嚴重的危害。

2 高壓輸電線路防雷保護措施

2.1 安裝線路避雷器

安裝線路避雷器是高壓輸電線路防雷的常見措施，其防雷作用十分顯著，安裝在高壓輸電線路或者桿塔上，能夠?qū)⒗纂娏魍ㄟ^避雷針傳入地下或者相鄰桿塔，從而將雷電流引向一個更加廣闊的地方，防止雷電集中在某個部位對線路造成危害。在某些情況下，雷電流過大超過安全閾值之后，避雷器就會對雷電流進行分流，將其中大部分引向?qū)Ь€，并且傳到相鄰桿塔中，減輕雷電流對擊中桿塔的過電壓危害。另外，在雷擊電流被引向?qū)Ь€的過程中，導線之間的電磁感應會作用在導線和避雷線上，產(chǎn)生耦合分量，從而使得導線電位上升，降低導線和桿塔之間的電位差，從而使得絕緣子串的閃絡(luò)現(xiàn)象被消除，也降低了跳閘的可能性。線路避雷器安裝示意如圖1所示。

2.2 架設(shè)避雷線

避雷線是防雷保護的基本措施，在高壓輸電線路施工過程中，架設(shè)避雷線能夠?qū)崿F(xiàn)對雷電的及時防護，架設(shè)避雷線最明顯的作用就是對雷電直擊導線危害進行防護，需要注意的是，在架設(shè)避雷線的時候要盡量減小避雷線對導線的保護角。另外，避雷線可以降低塔頂點位，減少閃絡(luò)次數(shù)，從而降低線路絕緣子串的電壓，降低導線的感應電壓，從而起到對導線的屏蔽作用。架設(shè)避雷線的防雷效果十分顯著，輸電線路的電壓越高，架設(shè)避雷線的防雷效果越好。

2.3 安裝閘自動重合裝置

當遇到雷電災害時，累計電壓過大超過輸電線路的防御極限的時候，輸電線路一般會自動跳閘，從而防止更嚴重的危害。輸電線路跳閘帶來的危害十分嚴重，為了減少跳閘帶來的損失，必須要安裝自動重合閘的裝置，當遇到跳閘危害的時候能夠自動恢復供電，這種措施在雷擊事故控制過程中也比較常見，應用十分廣泛。

2.4 降低桿塔接地電阻

輸電線路桿塔是輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要基礎(chǔ)設(shè)施，桿塔的接地電阻與高壓輸電線路的安全性有十分緊密的聯(lián)系，如果桿塔的接地電阻過大，當高壓輸電線路遭受雷擊的時候，桿塔頂部的電位上升，一旦桿塔電位與下路之間的電位差超過一定閾值，就很有可能會出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，從而引起線路跳閘。相反，如果桿塔的接地電阻適當，則遭受雷擊的時候大部分電流會進入地下，使得雷電流被分散，從而保證線路運行的安全性。由此可見，在輸電線路建設(shè)過程中應該要降低桿塔的接地電阻，提高高壓輸電線路的耐雷水平、降低其跳閘率。桿塔的電阻率除了與電阻設(shè)備有關(guān)之外，還與土壤的電阻率有緊密聯(lián)系，因此，在輸電線路桿塔設(shè)計過程中，應該要盡量避開高山、石頭較多的地區(qū)，但是我國的山地地形較多，在鋪設(shè)電路的時候，很多復雜的地形是無法避免的，因此可以采取增加桿塔的埋設(shè)深度、增加桿塔的垂直地級等方法來改變桿塔的電阻率。

2.5 架設(shè)耦合地線

耦合地線指的是在原有導線的下方或者附近鋪設(shè)另外一條心的地線，對雷擊電流進行分流的過程，當桿塔的電壓無法降低的時候就可以采用這種方法進行處理。架設(shè)耦合地線的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：（1）可以將其導線與避雷線之間的耦合反應，來降低雷電造成的反擊電壓和感應電壓；（2）可以增加桿塔在雷擊情況下向臨近桿塔分散雷擊電流的能力。通過實踐證明，在輸電線路附近敷設(shè)耦合地線，對于山區(qū)的高壓輸電線路十分適用，可以降低雷擊造成的跳閘率。

3 高壓輸電線路的絕緣配合

絕緣配合也是減少雷擊危害的重要措施，指的是根據(jù)設(shè)備以及周圍的環(huán)境，選擇設(shè)備的電氣絕緣性能的過程，目的是為了提高設(shè)備的絕緣水平。高壓輸電線路的絕緣配合主要有幾種，分別是導線對桿塔、導線對避雷線、導線對地，以及不同極導線之間的絕緣選擇和相互配合。在絕緣配合過程中，開展線路設(shè)計時必須要考慮幾個方面的問題：（1）如果是導線對桿塔的絕緣配合，要按照正常運行電壓、內(nèi)過電壓、外過電壓來確定絕緣子的型號、絕緣子片數(shù)以及在相應條件下導線對桿塔的氣隙距離。（2）導線對避雷線的絕緣配合設(shè)計時，一般按照雷電過電壓來確定檔距中央導線與避雷線之間的氣隙距離。（3）導線對地的絕緣配合設(shè)計，一般要根據(jù)操作過電壓及雷電過電壓的要求，來確定導線對地的間隔距離。（4）不同相導線之間的絕緣配合設(shè)計，一般要按正常運行電壓和導線振蕩情況來確定不同導線之間的最小間隔距離[3]。

4 結(jié)語

輸電線路建設(shè)是電力工程施工過程中的重點，輸電線路很容易遭受雷擊危害，在高壓輸電線路施工過程中，要加強防雷保護，提高輸電線路的防雷水平，同時要做好絕緣配合，提高電氣設(shè)備絕緣性能，最終提高輸電線路運行的安全性。

[參考文獻]

[1]吳水清.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探討[J].科學之友，2013（10）：41-42.

[2]梁榮振.高壓輸電線路的防雷保護及其絕緣配合探討[J].現(xiàn)代制造，2011（9）：41-42.

[3]曾玉杰，蘆程.高壓輸電線路防雷保護及措施探討[J].大科技：科技天地，2011（19）：251-252.endprint