淺析輸電線路防雷保護與運行對策

孔令宇

摘要：在電力系統中，輸電線路的防雷問題較為突出。電網因雷電引起的故障占有相當大的比例，基本上2/3的輸電線路故障是由于雷擊造成的。特別是在多雷、土壤電阻率高、地形復雜的山區，雷擊輸電線路而引起的故障率更高，影響供電安全與可靠性，造成較大的經濟損失及社會影響。因此，我們必須采取措施做好線路的防雷工作，提高輸電線路的耐雷水平，降低線路跳閘率，保證輸電網安全可靠運行。

關鍵詞：輸電線路;防雷保護;運行對策

1輸電線路防雷保護方法

目前，我國輸電線路防雷保護主要有以下幾個方面：合理選擇線路路徑;架設避雷線;降低桿塔接地電阻;在部分地段裝設避雷器;提高線路整體絕緣水平。

這幾種方法在目前的輸電線路防雷保護中運用得非常多，在線路路徑受地形和投資限制，選擇范圍不大的情況下，架設避雷線，降低桿塔接地電阻、裝設避雷器、提高線路絕緣水平成為防雷設計的主要方法。避雷線、桿塔接地電阻、避雷器、線路絕緣的設計標準在各類規程和技術規范都有較為詳細的闡述。

在選擇設計輸電線路的防雷設施時，應按照當地的累點活動情況、系統的中性點接地方式、輸電線路的絕緣情況、有無自動重合閘或備用自投裝置、負荷的重要程度等各項條件來綜合考慮，并按照技術經濟比較的結果來做出決定采用最佳保護方案。

在輸電線路防雷保護中，必須緊密結合當前電力生產和建設中的課題，不斷收集和積累各種數據和資料，經常總結防雷保護工作中的經驗教訓，提出新的更加有效地保護技術措施，制造相應的保護裝置，以滿足不斷發展的電網要求。

輸電線路防雷保護工作必須一切從實際出發，要充分聽取各種意見，科研、設計、施工和運行部門應緊密結合，通力協作，根據當地雷電活動情況和電力網的具體特點等，進行充分的技術經濟論證，保證防雷保護的設計方案技術先進、方案合理。

2輸電線路的防雷措施

2.1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。桿塔接地電阻如果過大，雷擊時易使桿塔頂電位升高，對線路產生反擊。若接地電阻滿足要求，則雷電波侵入時，絕大多數雷電流將沿著桿塔泄導入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運行。

2.2裝設線路避雷器

對于雷電活動特別頻繁區域，應廣泛使用線路避雷器。它與絕緣子串并聯在桿塔上，因其殘壓低于絕緣子串的50%沖擊閃絡電壓，因此，當桿塔和導線電位超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加大分流，保證絕緣子不閃絡。避雷器的選型，10kV、35kV線路由于間隙不易實現絕緣配合，采用帶脫離器的無間隙避雷器，通過脫離器動作達到免維護，避雷器故障損壞后，脫離器會迅速動作，將故障避雷器從輸電系統中退出，及時消除系統永久接地并為故障避雷器提供明顯標識。110kV及以上電壓等級線路選擇采用帶間隙的線路避雷器，正常工作時，90%的壓降在間隙上，10%的壓降在閥片，閥片上的荷電率低，閥片不易老化，從而達到免維護的目的。

2.3架設避雷線

在輸電線路防雷保護中，效率最高的方法就是架設避雷線，不但能夠避免導線遭雷直擊，避雷線還具有下述作用：屏蔽導線，減小導線上感應過電壓;耦合導線作用控制線路絕緣子電壓;分流能夠降低塔頂電位，并降低流過桿塔的雷擊電流，避免線路發生閃絡。一般全線架設避雷線的方式應用于110kV電壓等級以上的輸電線路，220kV及以上線路應沿全線架設雙避雷線，兩根避雷線間的距離不應超過導線與避雷線間垂直距離的5倍。保護角一般取20°～30°，330kV及220kV一般采用20°左右，500kV一般不大于15°。

2.4架設耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時，可以在導線下方增加一條架空地線，稱為耦合地線。其作用是增加避雷線與導線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓;此外，耦合地線還可以使該基桿塔地網與相鄰桿段的地網得到良好的連接，相當于埋設了連續伸長接地體，增加對雷電流的分流作用。運行經驗表明，耦合地線對減少雷擊跳閘率效果是顯著的，一些經常遭受雷擊的線路在加裝了耦合地線后，線路雷擊跳閘率降低40-50%左右。。

2.5采用不平衡絕緣方式

在高壓及超高壓線路中，同桿架設的雙回線路較多，當采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時，可采用不平衡絕緣方式來降低雙回路雷擊同時跳閘率。不平衡絕緣的原則是使二回路的絕緣子串片數有差異，雷擊時絕緣子串片數少的回路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回導線的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平使之不發生閃絡以保證另一回路導線可繼續供電。

2.6裝設自動重合閘

由于雷擊造成的閃絡大多能在跳閘后自行恢復絕緣性能，所以重合閘成功率較高，據統計，我國110kV及以上高壓線路重合閘成功率為75%～90%;35kV及以下線路約為50%～80%。因此，各級電壓的線路應盡量裝設自動重合閘。

2.7加強絕緣

絕緣子的性能直接影響到線路的耐雷水平。對運行中的絕緣子應按規程要求定期對零值絕緣子進行檢測，對不合格的應及時進行更換，并對絕緣子的劣化情況進行統計、分析，確保線路絕緣子始終滿足運行要求。

對于一些雷擊頻繁地區，可采取一些有針對性的措施，適當加強線路的絕緣配合，以提高其耐雷水平，通常情況下110kV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，正常情況下均能滿足防雷要求。但為了進一步增強線路的耐雷水平，提高絕緣子串的50%沖擊閃絡電壓值，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。

對高桿塔，規程規定，全高超過40m有避雷線的桿塔，每增高10m應增加一片絕緣子，全高超過100m的桿塔，絕緣子數量應根據運行經驗通過計算確定。

3結語

總而言之，提高輸電線路防雷水平，減少雷擊對電力設備的損壞，降低雷擊跳閘率，對保證電力系統的穩定、可靠供電具有重大意義。綜上所述，在輸電線路防雷保護中，必須緊密結合當前電力生產和建設中的課題，不斷收集和積累各種數據和資料，經?？偨Y防雷保護工作中的經驗教訓，提出新的更加有效的保護技術措施，以滿足不斷發展的電網需要。

參考文獻

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