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置架空地線，運行維護內容為對桿塔接地電阻的創新完善與安全檢測。鑒于其防雷措施存在的局限性與單一性，無法有效滿足防雷的嚴格標注要求。而提高線路絕緣能力與架設耦合地線的防雷措施，由于特殊情況約束無法獲得正常施行，一般選取增加絕緣子數量或是替換成爬距相對較大的合成絕緣子提升線路絕緣性能，對避免雷擊塔頂產生反擊過電壓情況具有十分良好的效果。不過對于避免繞擊側情況發揮的作用明顯不足，且增加絕緣子數量的情況下，會受到桿塔頂端位置絕緣間隙與導線對地安全距離的約束影響。

【關鍵詞】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用較多，能夠對導線進行屏蔽保護，采取擊距原理有效減小導線存在的暴露弧段。由于各種因素的限制約束，架設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策至關重要，對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，基于對防雷方式的角度，真正發揮應有的防雷效果。

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度。送電線路應用的防雷措施存在具體明確的針對性，鑒于此，對送電線路進行規劃設計階段，制定防雷措施時應對送電線路存在的雷擊跳閘原因進行了解與掌握。

（1）送電線路繞擊現象。送電線路的安全穩定運行以及各項試驗與實際檢測可知，雷電繞擊率的影響因素眾多，其中包括避雷線對邊導線保護角以及地形條件與桿塔實際高度等。山區地形條件下，送電線路繞擊率明顯更高，因此設計時勢必會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;部分地區雷電現象頻發，導致部分線路受到雷擊情況較為嚴重。

（2）送電線路反擊現象。桿塔、頂端位置、避雷線受到雷擊情況時，雷電電流經過塔身與接地裝置，桿塔存在電壓逐漸變大，并位于相導線部分產生感應過電壓。若增大桿塔電位與相導線過電壓合成的電位差明顯大于送電線路絕緣閃絡電壓值，導線同桿塔即會出現閃絡情況，并稱為反擊閃絡。

3 防雷的措施

（1）科學合理規劃設計送電線路。為有效提升送電線路發展建設防雷能力，首先，最為根本的是對線路自身基礎設備設施做出保障，線路傳輸系統的基礎設備設施建設需最大程度減小引發雷擊范圍，從而對地理位置進行規劃有效降低雷擊情況的發生。比如，基礎線路建設階段，需盡可能排除水資源、礦產資源等區域，增強送電線路鄰近區域的絕緣范圍，確保傳輸穩定不受影響。又如，某地區線路基礎設備設施建設階段，對施工區域采取仔細勘察，對線路基礎設備設施建設進行科學合理的規劃設計，有效減小線路實際運行階段雷擊跳閘等現象的發生概率。

（2）合理選取絕緣。對于送電線路，絕緣配合需對電氣設備荷載電壓以及保護裝置特點和絕緣耐受性等因素進行綜合全面的考量與分析，合理明確設備設施的實際絕緣能力，減小絕緣引起的問題，使設備設施的檢修維護更加方便，節約建造成本。選取絕緣子串數量時，需確保破壞強度較高，絕緣強度較強，承受過電壓能力優秀。選取塔頭絕緣，考慮大氣環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對電壓產生較大影響，空氣密度與濕度較大情況下，放電電壓相對較大，濕度一定情況下，絕緣表面可形成閃絡現象。

（3）架設避雷線。架設避雷線防雷措施，在送電線路應用較為普遍，避雷線可以有效防止雷電對導線部分造成雷擊，還可以對電流進行有效分離，減小桿塔存在的實際雷電電流，從而減小塔頂位置存在的實際電位。耦合導線，則能夠減小絕緣子存在的有效電壓;屏蔽導線，可以降低導線實際存在有效感應過電壓。通常情況下，線路電壓較高時避雷線實際效果較為明顯，與此同時，避雷線成本相對較低。規范標準明確要求，高壓送電線路避雷線設置應進行全線設置。

為增強避雷線屏蔽導線的實際效果，使雷電無法繞過避雷線對導線造成雷擊，需減小繞擊率。避雷線邊導線保護角范圍需規定為 20°～30°之間較為適宜，高壓線路設置為 20°上下較為適宜，特高壓線路以及超高壓線路設置應不高于 15°為適宜。

（4）安裝避雷器。送電線路安裝避雷器，當桿塔同導線之間存在的電位差大于避雷器電壓情況下，避雷器則會產生分流效果，避免絕緣子發生閃絡現象。雷擊跳閘現象發生概率較大的送電線路，應采取科學合理的選擇性安裝。線路避雷器通常包括無間隙型與帶串聯間隙型。① 無間隙型。避雷器同導線之間采取直連，對電站型避雷器做出借鑒與延續，帶有穩定的吸收沖擊能量，運行與操作電壓情況下，無放電延時與串聯間隙不發生動作，避雷器自身不帶電，排除電器老化問題;串聯間隙上部與下部位置電極為垂直設置，放電特性無變化、分散性較小等特點。② 帶串聯間隙型。避雷器同導線之間采取空間間隙進行有效連接，雷電電流出現則會承受工頻電壓產生的作用，可靠性良好運行期限較長等特點。帶串聯間隙型應用較為普遍，間隙存在的隔離效果，避雷器不需要考慮運行電壓與老化問題，故障問題對線路運行不產生影響。

（5）減小接地電阻。桿塔接地電阻增加的主要因素包括：① 接地體發生腐蝕現象，特別是山區環境酸性土壤或是風化土壤情況下，較易產生化學反應腐蝕，連接點位置腐蝕情況最為嚴重。② 山坡坡帶位置，雨水沖刷作用導致水土流失對線路穩定性造成影響。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 對線路測試不符標準接地電阻做出全面仔細的再次檢測，對土壤電阻率做出檢測。② 對檢查不符標準的桿塔放射線進行開挖，進行合理鋪設，對接地線進行合格連接。然后，對未設置接地引線的桿塔進行焊接，地接地電阻進行再次測試，對不符標準桿塔進行再次建設。③ 對設置接地電阻但不符標準桿塔，添加降阻模塊采取優化升級處理。

（6）重視檢測工作。借助雷電定位系統，當送電線路遭遇雷擊情況時，可以及時準確的發現故障產生地點，使工作人員可以更快地處理故障問題，進行搶修維護，與此同時，緩解工作強度，避免時間浪費情況的出現，及時恢復供電，使送電線路穩定可靠運行得到保障[7]。與此同時，對雷電呈現的規律以及事故特點等問題做出了解掌握，可以為后續分析研究提供可靠的數據保障，為送電線路制定可靠有效的防雷措施奠定良好基礎。

4 結語

為降低雷電災害事故產生，設計階段需對送電線路途經地區的自然情況、地形條件、雷電現象、土壤電阻率等情況做出充分的了解與掌握，并按照已經架設送電線路穩定運行的實際經驗等，采取對比的方式選取科學合理高效的防雷措施，增強送電線路防雷能力。雷電是較為復雜且隨機性較高的自然現象，需電力各個部門進行緊密協作配合，避免雷電災害事故發生的頻發，提升送電線路穩定運行的可靠性。

參考文獻：

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（作者單位：國網冀北電力有限公司秦皇島供電公司）