解析輸電線路雷害原因及防雷措施

孫文凱

摘 要：近年來，隨著自然環(huán)境不斷被破壞，每年雷暴日的數(shù)量在不斷增加，使得輸電線路的安全隱患也越來越多，越來越嚴(yán)重。為改變現(xiàn)狀，應(yīng)首先確定引起輸電線路雷害故障的雷擊性質(zhì)，對其雷害原因進(jìn)行細(xì)致的分析，并采取可靠有效的防雷保護(hù)措施，以保證電網(wǎng)設(shè)備的安全。

關(guān)鍵詞：輸電線路；雷害原因解析；防雷措施

1輸電線路防雷工作的必要性

雷擊問題不僅會影響到輸電線路的安全性，同時還會破壞線路中已有電力設(shè)備，給輸電單位造成直接的經(jīng)濟損失。在初期的輸電線路工程建設(shè)活動中，建設(shè)方必須滿足絕緣性方面的技術(shù)要求。當(dāng)前的變電所在輸電生產(chǎn)的過程中也發(fā)揮重大作用，保護(hù)不到位也會受到雷擊影響，輸電線路的整體安全性不能被保障，為了提升供電企業(yè)的信譽度，長期提供穩(wěn)定的輸電服務(wù)，必須針對雷擊等惡性事件，強化防雷系統(tǒng)，減少雷雨天氣給輸電線路的惡劣影響。輸電線路是電力系統(tǒng)運行的主動脈，起著連接用戶與變電站的作用，輸電線路的運行狀態(tài)對于供電可靠性與安全性有著直接的影響。一般情況下，輸電線路都架設(shè)在空曠的野外區(qū)域，有著縱橫交錯、走線長的特征，因此，在遇到雷雨天氣后，輸電線路很容易遭到雷擊的影響，一旦發(fā)生雷擊，輸電線路就會出現(xiàn)保護(hù)跳閘，這就會影響整個電力系統(tǒng)的安全運行。

2輸電線路的雷害原因

影響輸電線路雷害的原因有很多，為充分掌握輸電線路遭受雷害的情況，必須要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境因素對其進(jìn)行綜合分析，通過仔細(xì)檢查雷擊事故現(xiàn)場以及模擬實驗，準(zhǔn)確判斷其故障跳閘性質(zhì)。輸電線路遭受雷擊的主要原因有以下幾個方面：線路絕緣子放電電壓超過正常值的一半；雷電流強度過強；桿塔的接地電阻異常；以及無標(biāo)準(zhǔn)架空地線。對于雷擊導(dǎo)致的輸電線路跳閘故障又可分為繞擊和反擊兩種，一般繞擊式跳閘發(fā)生概率較大，同時輸電線路雷擊事故還和其所處的具體地理位置也有關(guān)聯(lián)，不同的地形、天氣等環(huán)境因素對雷擊故障造成的影響都有不同程度的差異。由于天空中雷云放電導(dǎo)致過電壓的形成，使得輸電線路周圍容易出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象，大氣過電壓是以輸電線路桿塔為放電通道，然后擊穿線路絕緣層，雷電造成大氣過電壓又分為兩種，分別是感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。從接地方面考慮雷擊，可以發(fā)現(xiàn)因為放電泄流需要通道，再加上大地能感應(yīng)雷云中的異種電荷，因此接地裝置的完善和雷擊事故的發(fā)生有直接的關(guān)系。輸電線路一般承受的感應(yīng)雷過電壓極限是400kV，而當(dāng)線路過電壓小于35kV時，又會對絕緣層造成一定的傷害，只有超過100kV時，才不會影響其絕緣帶的安全工作狀況，故超過100kV的輸電線路雷害原因主要來自于直擊雷。輸電線路的桿塔高度和避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角也是造成其雷害事故的重要原因，而山區(qū)輸電線路的安全隱患問題更嚴(yán)重，山區(qū)地形復(fù)雜，使得輸電線路的架設(shè)存在跨度大、高差大等問題，同時由于山區(qū)地貌的特殊，經(jīng)常出現(xiàn)多云多雨天氣，種種原因都導(dǎo)致山區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率較大，根據(jù)統(tǒng)計山區(qū)地區(qū)雷電繞擊發(fā)生概率是平原地區(qū)的三倍左右。

3輸電線路的防雷措施

3.1架設(shè)避雷線

在輸電線路施工過程中，要架設(shè)避雷線用于保護(hù)輸電線路的安全運行。避雷線是最為基本和重要的防雷保護(hù)措施，具備防雷效果好、適用于輸電線路防雷保護(hù)的特點，輸電線路的電壓越高，越能起到良好的防雷效果。避雷線主要對輸電線路遭受直擊雷有著明顯的防護(hù)作用，在避雷線架設(shè)過程中，應(yīng)減小避雷線對導(dǎo)線的保護(hù)角，以保證防雷效果。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，220kV輸電線路以及330-500kV超輸電線應(yīng)采用雙避雷線，避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角為20。同時，架設(shè)避雷線還能夠減少輸電線在雷電天氣條件下的閃絡(luò)次數(shù)，保證線路絕緣子串的穩(wěn)定性，進(jìn)一步避免輸電線形成感應(yīng)電壓，保證導(dǎo)線運行穩(wěn)定。

3.2架設(shè)避雷針

避雷針是有效的防雷措施，應(yīng)將不同類型的避雷針架設(shè)到輸電線的不同部位，以達(dá)到最佳的防雷效果。具體架設(shè)要求如下：（1）在輸電線路的塔頂安裝可控放電避雷針，用避雷針吸引直擊雷，減少雷電繞擊輸電線路的情況發(fā)生；（2）在地線上安裝防繞擊避雷短針。雷電繞擊根據(jù)輸電線路檔距可劃分為不同安全等級的區(qū)域，距桿塔10-30m處為雷電繞擊危險區(qū)域，要重點采取有效的防雷措施。若地線上架設(shè)的避雷針側(cè)向斷針長度超過臨界電暈半徑，則會使側(cè)向斷針產(chǎn)生上行先導(dǎo)，可增強地線的引雷能力，在發(fā)生雷擊之前進(jìn)行提前攔截，有效防范雷電繞擊輸電線路。

3.3降低桿塔的接地電阻

為了有效確保輸電線路和固體結(jié)緣不會被雷擊的擊穿，可以通過減少桿塔的接地電阻來實現(xiàn)。隨著桿塔接地電阻的不斷降低，塔頭電位下降很快，線路中的空氣和絕緣就越不容易被擊穿，設(shè)備的工作可靠性也就會越高。為了有效降低桿塔的電阻，需要根據(jù)桿塔設(shè)計的實際情況，掌握地網(wǎng)設(shè)計中需要達(dá)到的接地參數(shù)，并根據(jù)實際土壤電阻率來確定合適的接地電阻，并制定相關(guān)的施工方案和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。只有桿塔的接地裝置滿足了設(shè)計的要求，才能有效提高設(shè)備的耐雷水平。在對舊電網(wǎng)的改造過程中，在完成新接地的改良工作后，應(yīng)該新地網(wǎng)絡(luò)和舊地網(wǎng)絡(luò)有效連接起來，這樣可以進(jìn)一步降低接地電阻。當(dāng)前在實際的接地設(shè)計中，經(jīng)常會采用水平放射型接地、垂直接地、水平加垂直混合地網(wǎng)、水平網(wǎng)絡(luò)接地等接地形式。在實際的應(yīng)用過程中，深孔垂直接地的阻抗效果最好，如果施工條件滿足，應(yīng)該盡量采用這種地網(wǎng)形式，這樣才能充分提高接地裝置的散流效果，讓接地保護(hù)裝置可以充分發(fā)揮自身的作用。

3.4采用消弧線圈接地裝置

消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線方法歸納起來主要有兩類，一類是通過改變消弧線圈回路參數(shù)來獲取接地故障特征的方法；另一類方法不通過改變消弧線圈回路參數(shù)，只依據(jù)單相接地時的自身接地故障特征。第一類方法應(yīng)用得最多，它主要是線路單相接地時在消弧線圈旁并接電阻，以改變接地故障線路的零序電流，通過檢測各線路零序電流的改變實現(xiàn)接地故障線路的選擇。

4結(jié)語

綜上所述，輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到電網(wǎng)的運行可靠性。為保證輸電線路的安全、穩(wěn)定、可靠運行，應(yīng)當(dāng)對各種防雷技術(shù)措施進(jìn)行綜合運用，以此來增強線路的防雷水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 榮晨.高壓輸電線路綜合防雷措施的分析與探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（12）：51-52.