摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求也在不斷的增加，作為電網(wǎng)運(yùn)行最為關(guān)鍵的輸電線路而言，其安全可靠的運(yùn)行是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。由于受雷擊的影響給輸電線路帶來了很大的危害。因此，加強(qiáng)輸電線路雷害保護(hù)措施的研究與改善勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：高壓；架空；輸電線路；防雷；現(xiàn)狀；措施

中圖分類號(hào)：TM86文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言

在電力系統(tǒng)中，高壓架空輸電線路是保障電網(wǎng)輸電的重要環(huán)節(jié)。由于線路分布范圍廣、線路長度長等特點(diǎn)，遭受雷擊導(dǎo)致電路跳閘停電的比例較高，嚴(yán)重的影響了高壓架空輸電線路的安全性與應(yīng)用性。因此，尋求有效的線路防雷保護(hù)措施，一直是電力工作者討論的課題。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要及就高壓架空輸電線路防雷保護(hù)的現(xiàn)狀及措施進(jìn)行了闡述。

1、雷擊線路造成的危害

雷擊線路可以使線路發(fā)生短路接地故障。雷電作用時(shí)間很短，但導(dǎo)線對(duì)地發(fā)生閃絡(luò)后，工頻電壓將沿此閃絡(luò)通道放電，發(fā)展成-1二頻電弧接地。導(dǎo)致繼電裝置動(dòng)作，影響線路正常送電，形成沿輸電線路侵入變電站的雷電波．使電力設(shè)備承受很高的過電壓。以致設(shè)備絕緣破壞．造成停電事故。

2、高壓架空輸電線路防雷保護(hù)的現(xiàn)狀

2.1．架空輸電線路防雷保護(hù)的現(xiàn)狀

電在人們的生活生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，而雷擊會(huì)影響高壓架空輸電線路的正常工作，甚至產(chǎn)生一系列的安全問題。盡管近年來我國相關(guān)部門加強(qiáng)了對(duì)線路防雷的研究，從而使因雷擊導(dǎo)致線路跳閘的現(xiàn)象逐年減少，但在電網(wǎng)中，因雷擊引起線路跳閘的情況仍有發(fā)生，這就說明，我們?cè)诟邏杭芸蛰旊娋€路的防雷保護(hù)工作還不夠完善，還需要進(jìn)一步的研究與探討。

2．2．高壓輸電線路遭受雷擊的事故主要有線路絕緣子的50％的放電電壓，有無架空地線，雷電流強(qiáng)度，桿塔的接地電阻這幾個(gè)原因。在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，要先明確高壓輸電線路遭雷擊跳閘的原因，然后有針對(duì)性選擇防雷方式。所以說要制定完善的防雷保護(hù)方案，首先要求我們對(duì)雷擊活動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行研究，要搞清楚它是因何原因而發(fā)生的，從而有針對(duì)性的進(jìn)行防雷保護(hù)

1）雷擊多發(fā)生于地形復(fù)雜、高差大、山谷風(fēng)口等地方。在這些特殊環(huán)境中，雷擊的頻率很高，雷云與地面之間雷擊的概率在每個(gè)雷電日平方公里中可達(dá)0．015次。

2）雷擊一般大多是發(fā)生在絕緣薄弱的耐張桿上的，目前的技術(shù)要求上使直線桿塔絕緣配置有了提高，但相應(yīng)耐張桿塔的絕緣配置未調(diào)，從而導(dǎo)致其絕緣子要承受較之之前更大的機(jī)械負(fù)荷，使得耐張桿絕緣薄弱點(diǎn)產(chǎn)生。

3）雷擊打多發(fā)生在高山上或土壤電阻率高的地方，接地裝置深埋地下，長時(shí)間的腐蝕會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體有效截面減少，使其分散雷電流的能力減弱，甚至引發(fā)接地體斷裂。不合格的接地電阻容易造成反擊，引發(fā)絕緣閃絡(luò)，雷擊跳閘與接地電阻的變化成正比。

4）避雷線保護(hù)角大的桿塔也是雷擊多發(fā)地，雷電保護(hù)角就是指在避雷線和邊相導(dǎo)線的連線與經(jīng)過避雷線的鉛垂線之間的夾角，它主要是保護(hù)導(dǎo)線不被雷擊中，但實(shí)際上，它在雷擊保護(hù)中起到的作用被弱化，不僅沒有有效保護(hù)絕緣子串，同時(shí)對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生了一定的繞擊可能。

2．高壓輸電線路防雷措施

2.1．架設(shè)避雷線

避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊導(dǎo)線。此外，避雷線對(duì)雷電流有分流作用，可以減小流人桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；通過對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣上的電壓：對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。架設(shè)避雷線的要求：線路電壓愈高．采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占比重也愈低，220 kV輸電線路應(yīng)該全線架設(shè)避雷線。

2.2．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。接地電阻值的離低是影響桿(塔)頂電位高低的關(guān)鍵性因素，桿塔接地電阻如果過大，雷擊時(shí)易使桿(塔)頂電位升高，對(duì)線路產(chǎn)生反擊。接地電阻如果滿足要求．當(dāng)雷電擊中桿(塔)頂或避雷線時(shí)，強(qiáng)大的雷電流將迅速地通過接地裝置泄入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運(yùn)行。為了使線路的雷擊跳閘率不超過國家電網(wǎng)公司的管理目標(biāo)，桿塔的接地電阻一般不宜大于10Ω。如大于10Ω則應(yīng)通過改造實(shí)現(xiàn)降阻，個(gè)別桿塔經(jīng)多次改造后仍難以達(dá)到的，可適當(dāng)放寬界限，但不得超過20Ω。對(duì)新建線路桿塔的接地電阻大部分應(yīng)控制在10Ω以下。由于桿塔的接地電阻與桿塔附近的土壤電阻率成正比關(guān)系，因此在進(jìn)行接地電阻改造時(shí)．應(yīng)設(shè)法降低桿塔附近的土壤電阻率。對(duì)于一些土壤電阻率較高的卵石、巖石、砂礫和凍土等地帶，常采用換土、敷設(shè)射線、埋設(shè)連續(xù)伸長接地體、打入垂直接地體、使用降阻劑和采用降阻接地模塊等方法，一般都能起到較好的降阻效果。除了改善接地電阻，還應(yīng)盡量利用托線、桿塔的金屬部分、鐵塔基礎(chǔ)等自然接地。

一些線路運(yùn)行單位投人了大量的資金，改善了線路的接地電阻，但此后線路還是屢屢遭受雷擊，經(jīng)多次檢查、測(cè)試才發(fā)現(xiàn)，故障桿段由于砼桿制造質(zhì)量不良和運(yùn)行年限較長桿內(nèi)的鋼筋銹斷等原因，砼桿經(jīng)導(dǎo)通測(cè)試其阻值很大。因此，要想從根本上降低桿塔的接地電阻，必須做好兩方面的工作：一是降低桿塔接地體處的接地電阻；二是改善砼桿上的避雷線與接地裝置的導(dǎo)通情況。要從源頭上抓好砼桿的導(dǎo)通測(cè)試工作，在對(duì)新建線路驗(yàn)收時(shí)就要對(duì)全線砼桿逐一進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于內(nèi)阻不合格的砼桿堅(jiān)決不予掛網(wǎng)運(yùn)行。

2.3．架設(shè)耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，可以采用在導(dǎo)線下方架設(shè)地線的措施，其作用是增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓。此外。耦合地線還可以增加對(duì)雷電流的分流作用。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，耦合地線對(duì)降低雷擊跳閘率的作用顯著。

2.4．采用不平衡絕緣方式

為了節(jié)省線路走廊用地，在現(xiàn)代超高壓線路中采用同桿架設(shè)雙回路的情況日益增多。對(duì)此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時(shí)，還可采用不平衡絕緣的原則，使兩回路的絕緣子串片數(shù)存在差異，這樣雷擊時(shí)絕緣子片數(shù)少的吲路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對(duì)另一回導(dǎo)線的耦合作用，提高了另一回的耐雷水平。使之不發(fā)生閃絡(luò)，以保證另一回繼續(xù)供電。一般認(rèn)為兩回路絕緣水平的差異宜為31／2倍相電壓(峰值)，差異過大將使線路總故障率增加。差異究竟多少為宜，應(yīng)通過各方面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來決定。

2.5．裝設(shè)自動(dòng)重合閘

由于線路絕緣具有自恢復(fù)功能，大多數(shù)雷擊造成的沖擊閃絡(luò)和工頻電弧在線路跳閘后能迅速去游離，線路絕緣會(huì)發(fā)生永久性的損壞或劣化。因此裝設(shè)自動(dòng)重合閘的效果很好。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)雷擊事故是單相閃絡(luò)，所以可采用單相重合閘以減輕斷路器的檢修工作量及減輕對(duì)用戶供電的影響。

2.6．采用消弧線圈接地方式

對(duì)于雷電活動(dòng)強(qiáng)烈、接地電阻又難以降低的地區(qū)，可考慮采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線罔接地的方式，絕大多數(shù)的單相著雷閃絡(luò)接地故障將會(huì)被消弧線圈所消除。而在二相或三相著雷時(shí)，雷擊引起第一相導(dǎo)線閃絡(luò)并不會(huì)造成跳閘，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣子串上的電 下降，從而提高了耐雷水平。

2.7．加裝線路避雷器

對(duì)于一些雷電活動(dòng)特別頻繁且接地電阻經(jīng)反復(fù)改造仍達(dá)不到要求的桿段，應(yīng)廣泛使用線路避雷器。它與絕緣子串并聯(lián)在桿塔上，因其殘壓低于絕緣子串的50％沖擊閃絡(luò)電壓，因此，當(dāng)桿塔和導(dǎo)線之間的電位差超過避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器和絕緣子的伏一秒特性相互配合，避雷器就加入分流。此時(shí)，大部分雷電流經(jīng)避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相鄰桿塔．只有一小部分雷電流沿桿塔或接地引下線經(jīng)雷電泄放通道泄入大地，大大提高了線路的耐雷水平，因此能保證絕緣子不再閃絡(luò)，避免了線路跳閘停電。線路避雷器在防止線路雷電反擊和繞擊跳閘方面均有很好的效果．但因其價(jià)格昂貴，故運(yùn)行單位應(yīng)結(jié)合本地區(qū)歷年來的線路雷擊跳閘情況、線路所經(jīng)的地形及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行綜合考慮，合理選擇安裝位置，以充分利用有限資金達(dá)到最佳效益。

2.8．加強(qiáng)絕緣

由于輸電線路個(gè)別地段需采用大跨越高桿塔，這就增加了桿塔著雷的機(jī)會(huì)。對(duì)于高桿塔，可以采取增加絕緣子串片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等來提高其防雷性能。高桿塔的等值電感大，感應(yīng)過電壓大．繞擊率也隨高度而增加。因此規(guī)程規(guī)定，

全高超過40m有避雷線的桿塔，每增高10m應(yīng)增加一片絕緣子，全高越過100m的桿塔．絕緣子數(shù)應(yīng)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通過計(jì)算確定。

結(jié)束語

高壓架空線路的防雷保護(hù)應(yīng)該從工程設(shè)計(jì)階段就加以重視，根據(jù)實(shí)地情況，因地制宜，采取有針對(duì)性、可行性的防雷保護(hù)方案。在防雷設(shè)施的選擇上要注重設(shè)備的專業(yè)性、可靠性；同時(shí)，嚴(yán)格遵守等電位的原則，綜合考慮防雷與接地，并分期分部的做好防雷設(shè)施的檢查、檢測(cè)與維護(hù)。它是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要我們?cè)谙到y(tǒng)運(yùn)行方式、地形地貌、土壤電阻率、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等方面進(jìn)行整合研究與治理，從而完成有效防雷的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳曼玲．輸電線路防雷分析及保護(hù)措施[J]．科技資訊，2009，．

[2]葛棟，焦飛，張翠霞，李玉茹．輸電線路避雷器的應(yīng)用及其安裝方案[J]．華北電力技術(shù)，2009．