輸電線路雷擊跳閘故障及防范技術(shù)分析

鄒 斌

（湖南寶源電力實(shí)業(yè)有限公司，湖南 邵陽422000）

近幾年來，隨著中國改革開放經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，居民的生活水平、社會(huì)化程度有了顯著的提高，各個(gè)家庭的用電量也隨之增大，因此總用電規(guī)模也有了質(zhì)的提升，這就對(duì)我國的電力事業(yè)提出了新的要求，同時(shí)在一定程度上也促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展。輸電線路作為電力系統(tǒng)中必不可少的一部分，它的正常工作直接會(huì)影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的電能輸送情況，尤其是在輸電線路受到雷擊后，會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的故障，例如線路短路不能正常供電，甚至還會(huì)發(fā)生火災(zāi)等。因此相關(guān)電氣技術(shù)人員一定要加強(qiáng)輸電線路的防雷性能，確保輸電線路的穩(wěn)定工作。

1 輸電線路遭受雷擊的影響

一般情況下，輸電線路受到雷擊的程度和類別的不同其產(chǎn)生的故障也不盡相同，比如對(duì)于雷電直擊輸電線路來說，還會(huì)出現(xiàn)多項(xiàng)故障的情況。如果出現(xiàn)雷電反擊，則故障原因會(huì)更加復(fù)雜。其中包括以下幾點(diǎn)故障：一是會(huì)產(chǎn)生跳閘現(xiàn)象導(dǎo)致連續(xù)桿塔設(shè)備常出現(xiàn)異常的閃絡(luò)現(xiàn)象；二是在正三角形排列輸電線路的上部分會(huì)出現(xiàn)異常情況；三是還會(huì)導(dǎo)致輸電線路中橫向的中線出現(xiàn)短路現(xiàn)象而雷電的繞擊現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致輸電線路的單項(xiàng)短路故障。

然而對(duì)于整個(gè)供電系統(tǒng)中的輸電線路而言，雷擊現(xiàn)象對(duì)整個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非常大的影響，尤其是常用的220kV 的輸電線路，如果該輸電線路受到雷擊的影響，那么就會(huì)出現(xiàn)更多的故障，其中包括以下幾種：一是輸電線路的跳閘現(xiàn)象；二是連接在一起的電氣設(shè)備會(huì)受到雷擊而損壞；三是出現(xiàn)絕緣子的閃絡(luò)異常，甚至在有些時(shí)候還會(huì)威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如果實(shí)際的輸電線路是在山區(qū)或者人口較少的交通不便利地區(qū)，如果輸電線路出現(xiàn)雷擊的現(xiàn)象就會(huì)非常難以查找故障所在地，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)生活用電。另外，輸電線路遭受雷擊一般都是在比較惡劣的天氣條件下，而且在雨季遭受雷擊還非常容易造成大樹的傾倒，這種情況下如果不盡快采取合理的解決措施，就會(huì)出現(xiàn)連線現(xiàn)象，甚至還會(huì)電擊到路過的行人，危及人們的生命安全。

2 輸電線路雷擊跳閘現(xiàn)象的原因

據(jù)了解，現(xiàn)階段我國的所有輸電線路絕緣性能較低，一般情況下只是可以正常溫度傳輸電能，在面臨雷擊這種高強(qiáng)度的大電流時(shí)就無法起到任何作用。一般情況下，電流在5-7kA 的范圍就會(huì)導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)跳閘故障，然而雷擊的情況下產(chǎn)生的電流在40kA 左右，如果輸電線路受到雷擊必然會(huì)引起輸電線路跳閘。對(duì)于高壓輸電線路來說，在實(shí)際的工作中極易遭受雷擊現(xiàn)象，主要有以下幾點(diǎn)原因：一是輸電線路中的絕緣子的50%放電電壓；二是輸電線路中有沒有設(shè)置架空接地線；三是雷電電流的強(qiáng)度非常大；四是輸電線路中桿塔的接地電阻相對(duì)較小。然而在實(shí)際的高壓線路中都有一系列防雷裝置的設(shè)置，由此來避免高壓線路跳閘的現(xiàn)象，然而現(xiàn)階段這些防雷措施的不規(guī)則施工也是輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘現(xiàn)象非常關(guān)鍵的因素。

3 輸電線路雷擊跳閘現(xiàn)象的防范技術(shù)

針對(duì)輸電線路雷擊跳閘故障，相關(guān)管理人員必須制定最佳的預(yù)防雷擊的方案以及選擇最佳的防雷技術(shù)，避免輸電線路遭受雷擊的影響。一般情況下，在實(shí)際的輸電線路中防雷技術(shù)主要有兩種類型：一種是“堵塞型”防雷技術(shù)，另一種是“疏導(dǎo)型”防雷技術(shù)。

3.1 “堵塞型”防雷技術(shù)的應(yīng)用

“堵塞型”防雷技術(shù)為了更好地減少雷擊故障，實(shí)際的應(yīng)用中應(yīng)該做到以下幾個(gè)要點(diǎn)：一是相關(guān)電氣技術(shù)人員應(yīng)該合理地將地線的保護(hù)角設(shè)置得小一些。為了更好地保護(hù)輸電線路，有效防止其受到雷擊的影響，尤其是正在220kV 高壓電的輸電線路桿塔的整體高度大于等于40 米時(shí)，這個(gè)時(shí)候相關(guān)技術(shù)人員就需要將架空地線對(duì)各個(gè)相線中的保護(hù)角合理減少，要將其設(shè)置在5°左右，而對(duì)于更高的電壓，如500kV 的輸電線路中，其地線的保護(hù)角應(yīng)該降低到0°以下。二是相關(guān)技術(shù)人員必須要在輸電線路上方設(shè)置架空地線。設(shè)置架空地線最主要的原因就是有效避免輸電線路在遭受雷擊的時(shí)候側(cè)面的繞擊導(dǎo)線出現(xiàn)故障，這種技術(shù)方法在實(shí)際的應(yīng)用中非常廣。三是相關(guān)技術(shù)人員還必須要根據(jù)實(shí)際的輸電線路的情況來判斷，并且合理加大復(fù)合絕緣子的整體長度。在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，復(fù)合絕緣子的作用是至關(guān)重要的，尤其是在預(yù)防雷擊閃絡(luò)故障方面極其顯著，一般在多雷和強(qiáng)雷地區(qū)采取這種技術(shù)方法。四是相關(guān)電氣技術(shù)人員還應(yīng)該在輸電線路的上方位置塔頭的方向布置避雷針。避雷針可以有效地避免大范圍的輸電線路遭受到雷擊。經(jīng)實(shí)踐證明，合理設(shè)置避雷針的輸電線路可以減少50%的雷擊故障，尤其是在山區(qū)等多雷的區(qū)域使用避雷針，其效果甚佳。

3.2 “疏導(dǎo)型”防雷技術(shù)的應(yīng)用

“疏導(dǎo)型”防雷技術(shù)在實(shí)際的輸電線路中應(yīng)用可以有效增加電能在輸送線路的抗雷性能。相關(guān)技術(shù)人員利用定位雷擊閃絡(luò)和疏導(dǎo)工頻電弧的方式來保護(hù)絕緣子串，有效保證重合閘的成功幾率。在實(shí)際的應(yīng)用中電氣技術(shù)人員有以下兩種技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)：一是合理設(shè)置絕緣子串并聯(lián)的間隙。為了更好地保護(hù)絕緣子串和間隙中的設(shè)備正常工作，必須要設(shè)置好兩者之間的距離，保證其距離在絕緣子串的干弧長度之內(nèi)。但是必須要注意的是這種技術(shù)方案不適合高壓輸電線路的使用；二是電氣技術(shù)人員需要加裝線路式的避雷裝置。這種類型的避雷裝置主要的化學(xué)成分為氧化鋅。它的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，一是該裝置的布置可以有效提高整個(gè)輸電線路的繞擊抗雷性能；二是還可以有效提高整個(gè)輸電線路的反擊抗雷性能；三是可以極大降低高壓輸電線路在遭受雷擊時(shí)的跳閘現(xiàn)象。

4 輸電線路預(yù)防雷擊現(xiàn)象的相關(guān)建議

對(duì)于實(shí)際中的輸電線路而言，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行防雷工作的部署時(shí)，必須要結(jié)合地區(qū)的線路分布情況以及地形的相關(guān)影響，同時(shí)還要考慮所在區(qū)域中輸電線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和天氣變化情況，在上述問題綜合考慮的前提下，相關(guān)電氣技術(shù)人員要制定最佳的防雷方案，最大限度實(shí)現(xiàn)預(yù)防雷擊的目的，或者是有效減少雷擊跳閘故障。在實(shí)際開展的預(yù)防雷擊工作中，主要從下幾個(gè)方面開展工作：一是合理布置避雷針的位置；二是提高輸電線路的絕緣性能；三是設(shè)置架空地線，保證在輸電線路受到雷擊之后可以有效疏通雷擊電流。

在實(shí)際的預(yù)防雷擊工作開展階段，相關(guān)電氣技術(shù)人員最終實(shí)現(xiàn)的目的就是要打破原來的輸電線路中的最大允許通過電流的限制，增強(qiáng)整個(gè)輸電線路的絕緣性能和抗雷性能。在實(shí)際的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，部分電氣技術(shù)人員通過增加絕緣子片的數(shù)量或者是選擇絕緣導(dǎo)線的方式來增加其輸電線路的絕緣性能，這種方式可以在一定程度上增加輸電線路的絕緣性能，但是對(duì)于輸電線路的整體而言，并沒有很大的實(shí)際效果。因此，為了有效提高輸電線路整體的絕緣性能，相關(guān)電氣技術(shù)人員必須要在原來的位置上創(chuàng)造出一片新的區(qū)域，具體的技術(shù)體現(xiàn)是采用絕緣橫擔(dān)來代替所有的金屬橫擔(dān)，這樣可以對(duì)桿塔的構(gòu)造從根本上改變，極大地增強(qiáng)其絕緣性能。在實(shí)際的輸電線路防雷部署中，對(duì)于雷擊故障多發(fā)地區(qū)，為了更好地保護(hù)輸電線路的正常工作，相關(guān)電氣技術(shù)人員一定要在輸電線路上方布置架空地線，并且架空地線的質(zhì)量一定要有保障，只有這樣才能更好地避免輸電線路出現(xiàn)雷擊跳閘的現(xiàn)象。

5 結(jié) 語

綜上所述，雷擊跳閘現(xiàn)象對(duì)輸電線路危害巨大，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)供配電系統(tǒng)出現(xiàn)多種故障，所以相關(guān)電氣技術(shù)人員必須要制定最佳的處理方案，有效預(yù)防輸電線路遭受雷擊，同時(shí)還要選擇合適的避雷裝置，從而更好地保障輸電線 路的安全。