淺談配網(wǎng)電力線路防雷管理

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 范 瑋 王 翔 周 鵬

電力線路的絕緣水平并不能保證普遍很高，所以在被雷電擊中后出現(xiàn)閃絡(luò)不可避免，沖擊閃絡(luò)還會(huì)轉(zhuǎn)化為工頻電弧，最后導(dǎo)致電力線路出現(xiàn)短路，從而出現(xiàn)跳閘短路事故。

1 配網(wǎng)電力線路遭受雷擊類型

配網(wǎng)電力線路被雷電直接擊中。在配網(wǎng)電力線路中產(chǎn)生的大氣過電壓包括自擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓兩種主要類型，其中感應(yīng)雷過電壓就是在雷電擊中配網(wǎng)線路附近的地面后，產(chǎn)生了電磁感應(yīng)而導(dǎo)致的一種過電壓；自擊雷過電壓是在雷電直接擊中配網(wǎng)電力線路后產(chǎn)生的一種電壓。根據(jù)性質(zhì)上的區(qū)別，也能將受到雷擊的配網(wǎng)線路所產(chǎn)生的故障分為反擊閃絡(luò)和雷電繞擊，結(jié)合配網(wǎng)電力線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，配網(wǎng)電力線路所遭受的所有雷擊中自擊過雷電壓所導(dǎo)致的危險(xiǎn)性最大。在防雷措施的實(shí)施過程中，一般需針對不同種類的破壞采取不同的防護(hù)策略，保證電網(wǎng)的安全。

配網(wǎng)電力線路受到雷電繞擊。結(jié)合配網(wǎng)線路的試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，配網(wǎng)線路遭受雷電繞擊的幾率較低，受到地質(zhì)條件等因素的作用較明顯。比如在電力線路途徑地質(zhì)條件特殊、地形比較突出、避雷線的導(dǎo)線保護(hù)角較大、塔桿高度較高的位置就容易遭受雷電的繞擊。通常山地的電力線路遭受的雷擊一般在平原的兩倍以上，原因在于山區(qū)的線路架設(shè)中桿塔的高度、檔距、跨越幅度等都較大，如線路沒有足夠的抗雷能力且雷電活躍度很高，就容易出現(xiàn)雷擊問題。

配網(wǎng)電力線路遭受雷反擊。雷擊發(fā)生后，如果雷電的電流經(jīng)過避雷線傳到避雷桿、且訊速傳送到接地和塔體時(shí)，會(huì)導(dǎo)致塔桿的電位高度瞬間上升，而且會(huì)造成導(dǎo)線過電壓的情況。在一瞬間會(huì)導(dǎo)致過電壓和塔體的點(diǎn)位合成電流，如超過輸電線電壓就可能出現(xiàn)反擊閃絡(luò)。

防雷管理工作的重要性。雷電對配網(wǎng)線路的穩(wěn)定運(yùn)行有著明顯的破壞，且會(huì)給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來巨大損失，因此必須做好對配網(wǎng)電力線路的防雷管理工作，才能避免電力企業(yè)有過高的經(jīng)濟(jì)損失，而且由于電力線路都高于地面，再加上一般都在空曠區(qū)域且較長，因此很容易在雷雨季節(jié)出現(xiàn)雷擊問題。線路遭受雷擊往往會(huì)導(dǎo)致較嚴(yán)重后果，不僅會(huì)影響線路自身的運(yùn)行，還會(huì)對發(fā)電廠、變電站的正常運(yùn)行造成影響[1]。為此必須做好對線路防雷管理工作，保證配電系統(tǒng)電力線路的可靠性，滿足安全供電的要求，還能避免配電系統(tǒng)內(nèi)部的電力設(shè)備出現(xiàn)損壞，避免直接經(jīng)濟(jì)損失，具有極高的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

2 配網(wǎng)電力線路防雷技術(shù)

為避免配電系統(tǒng)因受到雷擊而導(dǎo)致跳閘，需從設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)行的全面控制，有效利用過程管理的方式以保證防雷措施的針對性和有效性。目前針對電網(wǎng)的運(yùn)行一般會(huì)使用以下技術(shù)。

改造避雷線。對于10kV及以下電壓等級可采用架設(shè)避雷線的方法，同時(shí)也要根據(jù)電壓情況確定避雷線的保護(hù)角。通過降低避雷線的保護(hù)角能避免雷電的繞擊，尤其是山區(qū)位置，應(yīng)嚴(yán)格遵守小保護(hù)角的原則，以及確保兩根避雷線間的距離要在導(dǎo)線和避雷線間垂直距離的5倍以內(nèi)。山區(qū)線路必須做好對保護(hù)角的控制，以及適當(dāng)增加桿塔高度和避雷支架的寬度，從而避免繞擊率增加。

自動(dòng)重合閘。在出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)后，絕大多數(shù)線路在跳閘后可迅速恢復(fù)之前的絕緣性能，擁有較高的重合閘概率，證明自動(dòng)重合閘可有效消除雷擊故障問題。而為避免雷擊所導(dǎo)致的工頻電弧燒傷、燒斷導(dǎo)線，需盡量采取快速繼電保護(hù)的方法，防止跳閘時(shí)間過長。

安裝線路型氧化鋅避雷器。在輸電線路的桿塔遭受到雷擊時(shí)，會(huì)有一部分電力經(jīng)過避雷線進(jìn)入相鄰桿塔，還有一部分會(huì)經(jīng)過塔體進(jìn)入地面。在雷電流超過一定數(shù)值后避雷器也會(huì)加入分流的作用中，其中大部分雷電流會(huì)從避雷器流入到導(dǎo)線，然后再傳送到相鄰桿塔并流入大地[2]，如導(dǎo)線受到雷擊會(huì)有大量電流途徑避雷器進(jìn)入地面。避雷器擁有鉗位電作用，在雷電電壓的作用下，避雷器會(huì)在絕緣子之前放電，在放電后可恢復(fù)其絕緣性能，避免絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)，從而達(dá)到保護(hù)絕緣子的目的。

控制桿塔的沖擊接地電阻。對于在高土壤電阻率的地區(qū)，可使用加長型的接地極從而降低接地電阻，如果地區(qū)的土壤電阻率較低，就可使用塔桿和拉線等進(jìn)行自然接地。

增加預(yù)設(shè)放電棒或負(fù)角。先制作一組預(yù)放電棒和導(dǎo)線之間形成間隙，安裝在導(dǎo)線懸掛點(diǎn)上方，且控制預(yù)放電棒的方向和導(dǎo)線的方向保持平行。如線路受到雷擊，管線的間隙會(huì)在絕緣子串之前放電，以及利用預(yù)防電棒發(fā)揮引流作用，達(dá)到降低絕緣子串閃絡(luò)的目的[3]。負(fù)角保護(hù)就是在橫擔(dān)邊導(dǎo)線的懸掛點(diǎn)外側(cè)安裝向水平方向兩側(cè)張開的避雷針，可有效控制邊相導(dǎo)線對絕緣子的沖擊作用，并能降低繞擊的概率。缺點(diǎn)在于線路的干弧距離減少，造成線路的跳閘概率增加。

增加耦合地線和防雷拉線。通過在導(dǎo)線的下面增加一條耦合地線能提高耦合系數(shù)，讓桿塔兩側(cè)充分分流。使用該方法較適合在重雷區(qū)易擊點(diǎn)使用。在架設(shè)具有防雷作用的塔頂拉線時(shí)，還需使用單獨(dú)的接地裝置，保證其能在結(jié)構(gòu)上不承受張力的作用，且可將塔身的電感降低，并具備一定分流作用。利用該項(xiàng)措施能在安裝后可能導(dǎo)致線路的防風(fēng)能力降低，所以需結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速合理使用。

提升桿塔的絕緣水平。在地勢較高的突出位置，以及前后有較大檔距和高度較高的塔桿，需做好防雷保護(hù)工作[4]。由于塔桿受到雷電繞擊的概率和自身的高度成正比，所以塔桿提高就更容易出現(xiàn)繞擊的情況，且在雷擊時(shí)也會(huì)產(chǎn)生非常大的反擊電位差，在事故之后很難有效維修。所以應(yīng)使用增加絕緣子片數(shù)、加強(qiáng)避雷線對邊相導(dǎo)線保護(hù)的方法。

3 配網(wǎng)電力系統(tǒng)防雷管理方法

3.1 做好對技術(shù)資料的管理

技術(shù)資料的管理工作中，應(yīng)先完善中壓防雷設(shè)備臺賬、相關(guān)技術(shù)資料、技術(shù)檔案的整理工作，包括配電系統(tǒng)在工程建設(shè)、施工、工程驗(yàn)收基礎(chǔ)材料內(nèi)容，以及在工程運(yùn)行過程中進(jìn)行的故障缺陷處理，工程大修改造、交接和預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告、開挖檢驗(yàn)報(bào)告、運(yùn)維技術(shù)資料等，必須要確保所有資料具有足夠的完整性和連續(xù)性，以及提升資料的準(zhǔn)確性，形成從生產(chǎn)到技術(shù)、再到運(yùn)營維護(hù)工作的所有技術(shù)檔案。

為有效使用防雷裝置，就需做好對防雷裝置基本信息的收集工作，包括設(shè)備制造廠家、制造日期、運(yùn)行參數(shù)等，以及防雷裝置的出廠報(bào)告。對于工程建設(shè)的資料，需提供交接有關(guān)資料，包括質(zhì)量證明、設(shè)計(jì)變更或施工證明文件、施工安裝記錄、地下隱蔽工程檢查驗(yàn)收記錄、交接驗(yàn)收檢驗(yàn)報(bào)告和其他附加文件等[5]。同時(shí)也要做好對日常巡視所產(chǎn)生文件的整理，做好對設(shè)備故障和維修情況的記錄、改造記錄等，整理在設(shè)備進(jìn)行大改時(shí)的方案圖紙、施工記錄、驗(yàn)收記錄和竣工報(bào)告；對于接地裝置要提供預(yù)防性試驗(yàn)報(bào)告，以及在出現(xiàn)緊急情況、裝置有嚴(yán)重缺陷時(shí)的改造記錄。

3.2 防雷系統(tǒng)的運(yùn)行分析

必須加強(qiáng)對防雷系統(tǒng)的運(yùn)行分析工作，保證管理效果，例如對于年度雷擊跳閘在3次以上或雷擊斷線的線路，必須充分分析故障原因并形成書面性報(bào)告。而且要做好對線路雷擊跳閘率的總結(jié)，以及分析當(dāng)前防雷工作存在的問題。

3.3 做好巡視維護(hù)工作

日常工作中就應(yīng)保證巡視工作的總體效果，在雷擊季節(jié)臨近日期應(yīng)加強(qiáng)日常巡視，加強(qiáng)對防雷裝置、高壓引線和接地情況的全面巡視，如發(fā)現(xiàn)有設(shè)備不滿足要求，就要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，提升設(shè)備的性能，尤其是要對一些故障后的裝置做好更換。對于配網(wǎng)電力線路系統(tǒng)的接地裝置，應(yīng)采用周期性接地電阻測試的方式滿足要求；巡視過程中如發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)防雷不合格要發(fā)出要求整改，或通過引進(jìn)新技術(shù)來改善接地裝置的性能，滿足工作要求。

3.4 做好防雷能力的核查工作

核查工作首先要做好對架空電路的防雷能力展開核查，包括研究區(qū)縣雷區(qū)等級，對線路段所處雷區(qū)等級進(jìn)行確認(rèn)；結(jié)合每條線路周圍的環(huán)境，確定易擊段的范圍；做好對變電站出線兩基塔桿號的記錄、T接桿塔號的記錄，以及對線路上針式絕緣子所在的塔桿號進(jìn)行核實(shí)。

防雷裝置的核查工作中應(yīng)先進(jìn)行線路基本信息的核查，根據(jù)中壓架空線路防雷裝置的配置原則來確定各個(gè)線路段防雷裝置的類型以及在防雷裝置的數(shù)量上是否能夠滿足需求；對于滿足需求的防雷裝置，要對其是否存在缺陷進(jìn)行檢查。最后要進(jìn)行接地裝置的檢查工作，保證其符合防雷工作的要求。

綜上，做好配網(wǎng)的防雷管理工作對保證配網(wǎng)的運(yùn)行安全極為重要，為此須充分結(jié)合實(shí)際情況合理應(yīng)用防雷技術(shù)，做好日常管理工作，滿足防雷管理的要求，提升配網(wǎng)系統(tǒng)的安全水平。