論高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用

張小勇

國網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

論高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用

張小勇

國網(wǎng)重慶市電力公司開州區(qū)供電分公司

近年來，用電量不斷增加，對供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性提出了較高要求，而高壓輸電線路是供電系統(tǒng)的重要組成部分，在保證供電安全方面發(fā)揮著重要的作用。防雷工作日漸成為電力系統(tǒng)工作開展的重點，相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合高壓輸電線路運行實際情況，制定綜合防雷方案，以此維護(hù)高壓輸電線路運行安全性。鑒于此，本文就高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

高壓輸電線路；綜合防雷；具體措施

1、輸電線路雷擊放電原理

一般情況下，雷云放電產(chǎn)生的電流可以達(dá)到幾十千安，如果放電情況比較嚴(yán)重，產(chǎn)生的電流甚至可以達(dá)到幾百千安。先來介紹雷電壓和雷電流的形成過程。雖然雷電現(xiàn)象形成的過程是比較復(fù)雜的，但可以將其簡單地理解為電磁波的傳播過程。雷電在擊中導(dǎo)線以后，雷電流會沿著兩路前進(jìn)，在其前進(jìn)的過程中還會伴隨有電壓行波，這二者構(gòu)成了電磁波，電磁波在傳播的過程中是以光速前進(jìn)的。

通常來說，波阻抗的數(shù)值為300歐。如果雷電擊中桿塔的頂部，而塔腳接地電阻的阻值又是比較小的，則會產(chǎn)生反射現(xiàn)象。一般來說，雷電過電壓有兩種形式：一種是雷電感應(yīng)過電壓；另一種是直擊雷過電壓。首先，介紹雷電感應(yīng)過電壓。在雷雨天氣中，雷電直接擊中高壓輸電線路的概率是比較小的，通常來說雷電會擊中高壓輸電線路周圍的空地或者是擊中避雷針、桿塔等。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，感應(yīng)過電壓一般在500～600千伏之間，很少會超過600千伏。因此，對于一般的高壓輸電線路來說，在產(chǎn)生感應(yīng)過電壓時是不會出現(xiàn)閃絡(luò)的。如果雷電擊中的是避雷針或者是桿塔的塔頂，則會形成雷電反擊過電壓，其具體的數(shù)值和桿塔的高度、類型等有很大的關(guān)系。其次，介紹直擊雷過電壓。如果雷電直接擊中了導(dǎo)線，則會產(chǎn)生直擊雷過電壓。

2、高壓輸電線路雷擊事故原因

雷擊跳閘事故直接影響高壓輸電線路正常運行，導(dǎo)致雷擊跳閘事故的原因較多，具體表現(xiàn)為如下方面：①桿塔接地效果不佳，使得接地電阻阻值過大，降低了高壓輸電線路防雷能力，從而增加雷擊事故發(fā)生幾率；②絕緣配置欠缺，在高壓輸電線路運行過程中，絕緣配置主要起到避免發(fā)生電流回流問題的作用，若在具體運行中絕緣配置欠缺則極易導(dǎo)致跳閘事故。并且由于很多絕緣設(shè)備使用時間較長，出現(xiàn)了老化情況，增加了跳閘事故的發(fā)生幾率；③避雷線使用不規(guī)范，避雷線是高壓輸電線路重要避雷措施，當(dāng)發(fā)生雷擊時，避雷線能夠?qū)⒗纂姾途€路隔絕，進(jìn)而避免雷擊事故發(fā)生。但是在具體設(shè)計過程中，很多人員忽略了桿塔保護(hù)角度問題，使得避雷線使用存在較大局限性，增加了閃絡(luò)問題發(fā)生幾率。

3、高壓輸電線路綜合防雷措施的具體應(yīng)用

3.1 桿塔防雷措施應(yīng)用

在桿塔防雷過程中，最簡單的措施就是降低接地電阻的阻值。隨著接地電阻的阻值降低，能夠確保電流順利的流向大地，避免因為電流過高對桿塔造成影響。另外，降低接地電阻能減輕雷擊對桿塔帶來的損害。首先，對桿塔防護(hù)角進(jìn)行合理設(shè)計，然后通過相關(guān)公式對保護(hù)角進(jìn)行合理檢驗，避免保護(hù)角出現(xiàn)不科學(xué)設(shè)計，對線路造成嚴(yán)重危害。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，我國南方地區(qū)全年的落雷次數(shù)大概在1000次左右，在這種環(huán)境下，桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)計為負(fù)保護(hù)角。我國中部地區(qū)全年落雷次數(shù)大概在800次左右，該地區(qū)的桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)置在5°～10°范圍內(nèi)。我國北方地區(qū)的全年落雷次數(shù)大概在500次以下，在這種情況下，桿塔保護(hù)角應(yīng)設(shè)置在10°～15°之內(nèi)。

3.2 降低塔桿接地電阻值

降低塔桿接地電阻值對增強線路的防雷水平也是一種行之有效的方法，一般搭配避雷線一起使用。當(dāng)輸電線路被雷擊之后，能夠大幅度降低雷電壓。輸電電壓在110～500kV的耐雷水平與塔桿接地電阻值的關(guān)系如下表所示，根據(jù)具體的需求選擇合適的阻值即可。目前常用的減低阻值的方法有：利用降阻劑，在接地極的周圍輻射降阻劑；爆破接地技術(shù)，通過爆破技術(shù)將接地裝置炸裂，然后用壓力機將低電阻材料壓入縫隙中，將整個電阻的電導(dǎo)率降下來；擴(kuò)大接地面積；外引接地，選擇地導(dǎo)電率的土壤外界一個接地。

表輸電電壓與接地阻值的關(guān)系

3.3 避雷線架設(shè)

在輸電線路防雷中，避雷線的架設(shè)是最重要的手段之一，可以有效降低雷電對輸電線路造成的影響。尤其是在空曠區(qū)域中，著重加強避雷線的架設(shè)，避免雷電直接擊中高壓輸電導(dǎo)線。例如，在2015年7月12日，某電力企業(yè)中一處輸電線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，經(jīng)工作人員檢查發(fā)現(xiàn)，由于雷電影響，40-41號鐵塔之間的輸電線路絕緣層出現(xiàn)損毀，造成了輸電線路的永久接地。事件后，人們發(fā)現(xiàn)在39-40鐵塔中，由于避雷線的安裝，雷電并沒有對輸電線路絕緣層造成任何影響，還能正常的輸送電能。根據(jù)實例可以看出，避雷線路的架設(shè)，不僅可以避免輸電線路遭受雷擊，還可以對絕緣層進(jìn)行有效保護(hù)。

結(jié)束語：

綜上所述，在具體運行過程中，高壓輸電線路容易受到環(huán)境等因素影響，雷擊概率較高，嚴(yán)重威脅著線路的安全性和平穩(wěn)性，因此相關(guān)單位必須采取有效的防雷措施，從接地電阻調(diào)整和避雷線應(yīng)用等方面著手，提高線路的耐雷水平。

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張小勇，男，1978年11月出生，重慶開州區(qū)人(籍貫)