試論輸配電線路防雷方法及其實踐

雷俊杰

摘 要：輸配電線路是電力系統的主要組成部分，其安全運行在電網中起著非常重要的作用。據統計，在我國輸配電線路跳閘事故中，雷擊造成的事故占40%-70%。雷擊事故不僅影響電網的正常供電，而且增加了線路維護的工作量。此外，雷電波將侵入沿線的變電站或發電廠。如果變電站和電廠的絕緣保護不完善，往往會對發電和變電設備造成損害，導致更廣泛的停電。因此，輸配電線路的防雷意義重大。確保電網乃至整個電力系統的安全運行是一項重要任務。為確保電網的安全供電，除了對電網設備的管理外，還需要采用可靠的電網的防雷措施。

關鍵詞：輸配電；線路；防雷；實踐

1、由雷擊引起跳閘的主要因素

一般來說，由于絕緣水平低，輸配電線路上由于雷擊而造成的閃絡現象是無法避免的。雷擊引起的跳閘現象必須具備兩個條件：一是形成單相接地短路，即由于上下文形成的穩定工頻電弧引起的線路跳閘；第二個是線路的絕緣水平低于雷擊的電壓。導致電線絕緣閃絡的現象，但是其持續時間非常短，只有幾十微秒但不足以形成跳閘現象。導致第一種情況出現的主要條件是：

1.1線路桿塔的接地電阻值

當雷電擊中避雷器時，正常情況下在空氣間隙中不會發生閃絡。當雷電流傳播到塔架兩側時，由于強電暈而傳播到塔架時振幅已經大大降低，如果是接地電阻不高，桿塔的電位升高不足以導致絕緣子串閃絡。當雷擊塔引起反擊過電壓時，絕緣子串是否發生閃絡，與桿塔沖擊接地電阻值有直接關系，接地電阻越高，塔頂電位越高，并且絕緣子串上的電位差越大，絕緣子串可能會產生。閃絡甚至可能同時引起多串絕緣子串閃絡，導致相間短路和跳閘。

1.2消弧線圈的整定情況

如果消弧線圈的設置不準確，傳輸線的雷擊很容易導致導體短路，此時消弧線圈的補償是不夠的。如果輸配電線路為單相接地，則短路電流為電容電流，當消弧線圈補償過大，單相接地短路電流感應電流。如果當單相接地短路電流大于10A時，單相接地將發生在形式的電弧形成穩態短路電流將不出去，但也不會形成穩定的短路電流，此時弧長的時間消耗較大，然后最后導致系統產生電弧過壓引發跳閘。

1.3其它情況

如引下線、接地線、線路上管型避雷器、進線段、線路走廊等也與雷電過電壓的保護有關。

2、電壓的種類

2.1感應雷過電壓

據調查研究表明，往往在雷云中含有很多的負電荷，這些負電荷聚集在了輸電線時會產生劇烈的靜電感應，在導線的末端會出現大量的正電荷，這樣若雷云在此輸配電線的聚集處放電，就會使其短時間內釋放大量的電荷，這樣，這些電荷就會向線路的兩側以波的形式移動，這樣就會產生感應過電壓，在此時雷擊電流會產生迅速的變化， 產生非常強大的磁場在導線上感應出很大的電壓， 給輸配電線路帶來很大的破壞。

2.2直擊雷過電壓

對目前的電力故障的統計， 直擊雷過電壓是線路跳閘、瓷瓶閃絡、絕緣擊穿的主要的產生因素，這些都是由于直擊雷過電壓的產生而引起的。

3、輸配電線路防雷措施

對于線路防雷工作，采取各種有效措施，為線路設置一道道有力的屏障，防止雷電波的侵入，提高線路的耐雷水平，避免或減少線路絕緣發生閃絡，從根本上降低雷擊跳閘率。結合公司線路運行實際狀況，提出以下防雷措施。

3.1開展雷電參數的分析工作

結合輸電智能巡檢系統科技項目的實施，對輸配電線路桿塔均實現GPS衛星定位，并將數據輸入雷電定位系統中去。今后凡是地區內出現雷電日時，都可及時查詢輸配電線路附近雷電活動情況，進行雷電活動參數的分析，以確定線路可能遭受雷擊的幾率，劃分出輸配電線路遭受雷害的等級，并采取相應的防雷措施。

3.2降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻阻值的高低是影響桿（塔）頂電位高低的關鍵性因素。接地電阻越小，雷擊時桿（塔）頂電位就越低，對線路造成的過電壓也就越小，從而使線路的耐雷水平得到提高。

3.3提高線路耐雷水平，加強線路絕緣

絕緣子的性能將直接影響線路的絕緣水平。線路運行單位應加強對絕緣子全過程的管理，加大對絕緣子的檢查力度，嚴格控制質量檢測，防止劣質絕緣子運行。對于已接入網絡的絕緣子，應按照《架空輸電線路操作指南》定期對高值絕緣子進行測試。應及時更換不合格的絕緣子，并對絕緣子的老化率進行統計分析。確保線路絕緣始終滿足工作要求。此外，對于某些特殊路段和部分雷擊頻繁的地區，可采取一些有針對性的措施，加強線路的絕緣配合，提高線路的抗雷擊能力。

以110KV線路為例，通常情況下110 kV線路單串懸垂絕緣子串的絕緣子為7片，單串耐張絕緣子串的絕緣子為8片，基本能滿足防雷要求。但為了進一步增強線路的耐雷水平，提高絕緣子串承受的50%沖擊放電電壓值，每串絕緣子串可適當增加1片。實踐證明，一些增加了1片絕緣子的新線路投入運行后，耐雷水平大大增強，很少發生雷擊跳閘事故。

合成絕緣子由于其重量輕、強度高、免維護和防污性能等特點而受到一些線路運行單元的青睞，并廣泛應用于生產線的不同部分。然而，運行經驗表明，復合絕緣子在多雷達地區的使用容易造成雷擊事故。原因是復合絕緣子具有上述優點，但其缺點也很明顯。例如，常規尺寸的復合絕緣子防雷性能較差，110 kV線路復合絕緣子雷電沖擊耐受電壓僅為500 kV，同一電壓等級線路瓷絕緣子的全電壓浪涌耐受電壓為高達600千伏，比復合絕緣子高20%。

3.4裝設避雷線

避雷線，也稱為架空地線，主要屏蔽導線，用于分流雷電流，避免直接雷擊導線。避雷針放置在導體的頂部，通常沿整條線豎立。保護范圍是帶狀的，最適合保護導體。因此，避雷線常常被用作防雷的主要保護措施。一般情況下，應在整條線路上設置一條110千伏線路，并設置一條防雷線。在頻繁發生閃電活動的地區，應設置雙重防雷線。一般情況下，35千伏線路不在整條線路上設置防雷線路，但應在變電所進出線1～2 km架設避雷線。通過將架設避雷線和降低桿塔接地電阻，將這兩種方法有機地結合起來，能最大程度地泄導直擊桿（塔）頂的雷電流，避免線路發生閃絡。

3.5加裝避雷針

對于一些雷暴頻繁的區域，避雷針可以安裝在電桿的頂部。避雷針不能避雷，只能引雷。當雷云放電時，避雷針的針尖會成為感應電荷的焦點。雷電流會使避雷針沿放電路徑放電，并迅速將其放電至地，以防止線路發生閃絡。為防止雷擊，通常在頻繁的雷擊保護活動中安裝負角度保護針。保護針是斜度為30°、長度約為2.4米的屏蔽針。它安裝在線路兩側，可以有效防止雷電纏繞。它與配線上方的避雷針（避雷針）配合使用。切斷直擊雷和雷擊的效果顯著，起到很好的屏蔽作用。另外，消雷器也是一種新型的防雷保護措施，則是以疏導為主，從而達到防雷的目的。

4、結語

由于雷電現象復雜且分散，隨機性強，其危害性不能完全消除和避免。因此，要抓住重點，依靠專業人員的不懈努力和探索，采取各種防雷措施和措施，并考慮輸配電線路經過的地區的雷電的活動強度、頻率、地形、地貌等多方面因素，使雷電危害最小化，確保輸配電線路的安全運行。

參考文獻：

[1]刁樹祥.輸配電線路安全運行維護工作的深化思路芻議[J].機電信息，2015（21）：8-9.

[2]黃世和.35kV輸配電線路及10kV配電系統防雷技術應用淺析[J].機電信息，2013（06）：15-16.

[3]于萬軍.淺析輸配電線路的雷擊故障及防雷措施[J].中國新技術新產品，2012（22）：134.

[4]魏維.淺談加強輸配電線路安全運行的防護措施[J].科技創新與應用，2012（04）：85.