電力線路的防雷措施分析

劉志勇

【摘 ?要】送電線路采取的防雷措施主要包括位于桿塔頂端位置設(shè)置架空地線，運(yùn)行維護(hù)內(nèi)容為對(duì)桿塔接地電阻的創(chuàng)新完善與安全檢測(cè)。鑒于其防雷措施存在的局限性與單一性，無(wú)法有效滿足防雷的嚴(yán)格標(biāo)注要求。而提高線路絕緣能力與架設(shè)耦合地線的防雷措施，由于特殊情況約束無(wú)法獲得正常施行，一般選取增加絕緣子數(shù)量或是替換成爬距相對(duì)較大的合成絕緣子提升線路絕緣性能，對(duì)避免雷擊塔頂產(chǎn)生反擊過(guò)電壓情況具有十分良好的效果。不過(guò)對(duì)于避免繞擊側(cè)情況發(fā)揮的作用明顯不足，且增加絕緣子數(shù)量的情況下，會(huì)受到桿塔頂端位置絕緣間隙與導(dǎo)線對(duì)地安全距離的約束影響。

【關(guān)鍵詞】電力工程;送電線路;防雷措施

1 前言

線路絕緣能力的提升通常存在異性的限制范圍，安裝耦合地線通常在丘陵或是山地條件應(yīng)用較多，能夠?qū)?dǎo)線進(jìn)行屏蔽保護(hù)，采取擊距原理有效減小導(dǎo)線存在的暴露弧段。由于各種因素的限制約束，架設(shè)耦合地線不適用于舊線路防雷。鑒于此，研究不受條件約束的防雷對(duì)策至關(guān)重要，對(duì)于安裝線路避雷器以及減小桿塔接地電阻等采取整合與分析，基于對(duì)防雷方式的角度，真正發(fā)揮應(yīng)有的防雷效果。

2 雷擊跳閘的原因

送電線路受到雷電襲擊的情況主要同如下因素存在聯(lián)系：線路絕緣子存在的放電電壓、架空地線以及接地電阻與雷電流強(qiáng)度。送電線路應(yīng)用的防雷措施存在具體明確的針對(duì)性，鑒于此，對(duì)送電線路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，制定防雷措施時(shí)應(yīng)對(duì)送電線路存在的雷擊跳閘原因進(jìn)行了解與掌握。

（1）送電線路繞擊現(xiàn)象。送電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及各項(xiàng)試驗(yàn)與實(shí)際檢測(cè)可知，雷電繞擊率的影響因素眾多，其中包括避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角以及地形條件與桿塔實(shí)際高度等。山區(qū)地形條件下，送電線路繞擊率明顯更高，因此設(shè)計(jì)時(shí)勢(shì)必會(huì)存在高度跨度相差較大的檔距，這也成為耐雷能力較弱的部分;部分地區(qū)雷電現(xiàn)象頻發(fā)，導(dǎo)致部分線路受到雷擊情況較為嚴(yán)重。

（2）送電線路反擊現(xiàn)象。桿塔、頂端位置、避雷線受到雷擊情況時(shí)，雷電電流經(jīng)過(guò)塔身與接地裝置，桿塔存在電壓逐漸變大，并位于相導(dǎo)線部分產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。若增大桿塔電位與相導(dǎo)線過(guò)電壓合成的電位差明顯大于送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，導(dǎo)線同桿塔即會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)情況，并稱為反擊閃絡(luò)。

3 防雷的措施

（1）科學(xué)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)送電線路。為有效提升送電線路發(fā)展建設(shè)防雷能力，首先，最為根本的是對(duì)線路自身基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施做出保障，線路傳輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施建設(shè)需最大程度減小引發(fā)雷擊范圍，從而對(duì)地理位置進(jìn)行規(guī)劃有效降低雷擊情況的發(fā)生。比如，基礎(chǔ)線路建設(shè)階段，需盡可能排除水資源、礦產(chǎn)資源等區(qū)域，增強(qiáng)送電線路鄰近區(qū)域的絕緣范圍，確保傳輸穩(wěn)定不受影響。又如，某地區(qū)線路基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施建設(shè)階段，對(duì)施工區(qū)域采取仔細(xì)勘察，對(duì)線路基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施建設(shè)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，有效減小線路實(shí)際運(yùn)行階段雷擊跳閘等現(xiàn)象的發(fā)生概率。

（2）合理選取絕緣。對(duì)于送電線路，絕緣配合需對(duì)電氣設(shè)備荷載電壓以及保護(hù)裝置特點(diǎn)和絕緣耐受性等因素進(jìn)行綜合全面的考量與分析，合理明確設(shè)備設(shè)施的實(shí)際絕緣能力，減小絕緣引起的問(wèn)題，使設(shè)備設(shè)施的檢修維護(hù)更加方便，節(jié)約建造成本。選取絕緣子串?dāng)?shù)量時(shí)，需確保破壞強(qiáng)度較高，絕緣強(qiáng)度較強(qiáng)，承受過(guò)電壓能力優(yōu)秀。選取塔頭絕緣，考慮大氣環(huán)境與絕緣子串通空氣間隙之間存在的放電電壓，由于空氣密度與濕度會(huì)對(duì)電壓產(chǎn)生較大影響，空氣密度與濕度較大情況下，放電電壓相對(duì)較大，濕度一定情況下，絕緣表面可形成閃絡(luò)現(xiàn)象。

（3）架設(shè)避雷線。架設(shè)避雷線防雷措施，在送電線路應(yīng)用較為普遍，避雷線可以有效防止雷電對(duì)導(dǎo)線部分造成雷擊，還可以對(duì)電流進(jìn)行有效分離，減小桿塔存在的實(shí)際雷電電流，從而減小塔頂位置存在的實(shí)際電位。耦合導(dǎo)線，則能夠減小絕緣子存在的有效電壓;屏蔽導(dǎo)線，可以降低導(dǎo)線實(shí)際存在有效感應(yīng)過(guò)電壓。通常情況下，線路電壓較高時(shí)避雷線實(shí)際效果較為明顯，與此同時(shí)，避雷線成本相對(duì)較低。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)明確要求，高壓送電線路避雷線設(shè)置應(yīng)進(jìn)行全線設(shè)置。

為增強(qiáng)避雷線屏蔽導(dǎo)線的實(shí)際效果，使雷電無(wú)法繞過(guò)避雷線對(duì)導(dǎo)線造成雷擊，需減小繞擊率。避雷線邊導(dǎo)線保護(hù)角范圍需規(guī)定為 20°～30°之間較為適宜，高壓線路設(shè)置為 20°上下較為適宜，特高壓線路以及超高壓線路設(shè)置應(yīng)不高于 15°為適宜。

（4）安裝避雷器。送電線路安裝避雷器，當(dāng)桿塔同導(dǎo)線之間存在的電位差大于避雷器電壓情況下，避雷器則會(huì)產(chǎn)生分流效果，避免絕緣子發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。雷擊跳閘現(xiàn)象發(fā)生概率較大的送電線路，應(yīng)采取科學(xué)合理的選擇性安裝。線路避雷器通常包括無(wú)間隙型與帶串聯(lián)間隙型。① 無(wú)間隙型。避雷器同導(dǎo)線之間采取直連，對(duì)電站型避雷器做出借鑒與延續(xù)，帶有穩(wěn)定的吸收沖擊能量，運(yùn)行與操作電壓情況下，無(wú)放電延時(shí)與串聯(lián)間隙不發(fā)生動(dòng)作，避雷器自身不帶電，排除電器老化問(wèn)題;串聯(lián)間隙上部與下部位置電極為垂直設(shè)置，放電特性無(wú)變化、分散性較小等特點(diǎn)。② 帶串聯(lián)間隙型。避雷器同導(dǎo)線之間采取空間間隙進(jìn)行有效連接，雷電電流出現(xiàn)則會(huì)承受工頻電壓產(chǎn)生的作用，可靠性良好運(yùn)行期限較長(zhǎng)等特點(diǎn)。帶串聯(lián)間隙型應(yīng)用較為普遍，間隙存在的隔離效果，避雷器不需要考慮運(yùn)行電壓與老化問(wèn)題，故障問(wèn)題對(duì)線路運(yùn)行不產(chǎn)生影響。

（5）減小接地電阻。桿塔接地電阻增加的主要因素包括：① 接地體發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，特別是山區(qū)環(huán)境酸性土壤或是風(fēng)化土壤情況下，較易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)腐蝕，連接點(diǎn)位置腐蝕情況最為嚴(yán)重。② 山坡坡帶位置，雨水沖刷作用導(dǎo)致水土流失對(duì)線路穩(wěn)定性造成影響。③ 外力形式造成破壞，接地引下線或是接地體出現(xiàn)丟失情況或是遭到外力破壞。接地電阻同耐雷能力存在反比關(guān)系，參考土壤電阻率，最大程度減小接地電阻，成為提升耐雷能力的重要方式。

具體措施包括：① 對(duì)線路測(cè)試不符標(biāo)準(zhǔn)接地電阻做出全面仔細(xì)的再次檢測(cè)，對(duì)土壤電阻率做出檢測(cè)。② 對(duì)檢查不符標(biāo)準(zhǔn)的桿塔放射線進(jìn)行開(kāi)挖，進(jìn)行合理鋪設(shè)，對(duì)接地線進(jìn)行合格連接。然后，對(duì)未設(shè)置接地引線的桿塔進(jìn)行焊接，地接地電阻進(jìn)行再次測(cè)試，對(duì)不符標(biāo)準(zhǔn)桿塔進(jìn)行再次建設(shè)。③ 對(duì)設(shè)置接地電阻但不符標(biāo)準(zhǔn)桿塔，添加降阻模塊采取優(yōu)化升級(jí)處理。

（6）重視檢測(cè)工作。借助雷電定位系統(tǒng)，當(dāng)送電線路遭遇雷擊情況時(shí)，可以及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障產(chǎn)生地點(diǎn)，使工作人員可以更快地處理故障問(wèn)題，進(jìn)行搶修維護(hù)，與此同時(shí)，緩解工作強(qiáng)度，避免時(shí)間浪費(fèi)情況的出現(xiàn)，及時(shí)恢復(fù)供電，使送電線路穩(wěn)定可靠運(yùn)行得到保障[7]。與此同時(shí)，對(duì)雷電呈現(xiàn)的規(guī)律以及事故特點(diǎn)等問(wèn)題做出了解掌握，可以為后續(xù)分析研究提供可靠的數(shù)據(jù)保障，為送電線路制定可靠有效的防雷措施奠定良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

為降低雷電災(zāi)害事故產(chǎn)生，設(shè)計(jì)階段需對(duì)送電線路途經(jīng)地區(qū)的自然情況、地形條件、雷電現(xiàn)象、土壤電阻率等情況做出充分的了解與掌握，并按照已經(jīng)架設(shè)送電線路穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等，采取對(duì)比的方式選取科學(xué)合理高效的防雷措施，增強(qiáng)送電線路防雷能力。雷電是較為復(fù)雜且隨機(jī)性較高的自然現(xiàn)象，需電力各個(gè)部門(mén)進(jìn)行緊密協(xié)作配合，避免雷電災(zāi)害事故發(fā)生的頻發(fā)，提升送電線路穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司）