王利新

（新疆有色金屬工業(yè)集團(tuán)千鑫礦業(yè)公司 富蘊(yùn) 836100）

1 輸電線路的雷害原因分析

10kV架空線路為裸導(dǎo)線架設(shè)，架空線路多在林帶、山區(qū)中穿行，一遇雷雨天氣，極易造成導(dǎo)輸電線路線雷擊跳閘，造成大面積停電，增加維修工作量，縮短設(shè)備的使用壽命。給群眾的生產(chǎn)、生活帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，還要投入大量的人力物力，定期組織人員清理樹障。供電的安全性得不到保證，影響城市、企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的提升。

山區(qū)雷雨季節(jié)輸電線路遭受雷擊的次數(shù)多，因遭受雷擊輸電線路的跳閘事故增多。輸電線路雷擊閃電是由雷云放電造成的過電壓通過線路桿塔建立放電通道，導(dǎo)致線路絕緣擊穿。這種過電壓可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓。直擊雷的過程是：帶電的雷云接近線路時(shí)，雷電流沿空中通道注入雷擊點(diǎn)，以波的形式分左右向兩側(cè)桿塔地網(wǎng)泄瀉，引起直擊雷過電壓；感應(yīng)雷是當(dāng)雷擊于線路附近地面時(shí)，在雷電放電的先導(dǎo)路徑中充滿了電荷，它們對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生靜電感應(yīng)，在先導(dǎo)路徑附近的導(dǎo)線上積累大量的異號(hào)束縛電荷，當(dāng)雷擊大地后，主放電促使先導(dǎo)路徑中的電荷被迅速中和，這時(shí)導(dǎo)線上的束縛電荷轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂呻姾?，向?qū)Ь€兩側(cè)流動(dòng)。由于主放電速度很快，所以導(dǎo)線中的電流也很大，感應(yīng)電壓波就會(huì)達(dá)到一個(gè)很大的數(shù)值。輸電線路所經(jīng)之處大都為曠野或丘陵、高山，輸電線路長(zhǎng)，遭遇雷擊的機(jī)率較大。輸電線路收到雷擊以后，產(chǎn)生的沖擊波能夠沿著輸電線路進(jìn)行傳輸，從而在線路周圍引發(fā)瞬變高電場(chǎng)。即在電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)中一些帶電質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)速度和積聚數(shù)量達(dá)在到一定程度的情況下，迫使電介質(zhì)失去絕緣性能，從而導(dǎo)致導(dǎo)電通道的產(chǎn)生。

2 防雷的原則

線路防雷保護(hù)首先在于抓好基礎(chǔ)工作，目前國(guó)內(nèi)外在雷電防護(hù)手段上并沒有出現(xiàn)根本的變化，很大程度上要依賴傳統(tǒng)的技術(shù)措施，只要運(yùn)用得好，仍然是可以信賴的。對(duì)已投運(yùn)的線路，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的地貌、地形、地質(zhì)以及土壤狀況與接地電阻的合理水平給出正確的評(píng)價(jià)，找出可能存在薄弱環(huán)節(jié)或缺陷，因地制宜地采取措施。

3 防雷措施

在確定輸電線路的防雷方式時(shí)，應(yīng)全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特征、土壤電阻率的高低等條件，并結(jié)合當(dāng)?shù)匾延械木€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而確定出合理的保護(hù)措施。

3.1 合理選擇輸電線路路徑

輸電線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區(qū)，或稱為易擊區(qū)。線路若能避開易擊區(qū)，或?qū)σ讚魠^(qū)線段加強(qiáng)保護(hù)，則是防止雷害的根本措施。

3.2 接地裝置的處理

(1)高壓輸電線路耐雷水平隨桿塔接地電阻的增加而降低。電壓等級(jí)越高，降低桿塔接地電阻的作用將變得更加重要。對(duì)土壤電阻率較高地區(qū)，應(yīng)選擇更換接地網(wǎng)形式和置換土壤的方法，達(dá)到降阻。在雷擊多發(fā)區(qū)域，主網(wǎng)線路桿塔接地電阻應(yīng)保證小于10Ω，山區(qū)也應(yīng)小于15Ω。在雷雨季節(jié)前，對(duì)雷擊多發(fā)區(qū)域線路應(yīng)按規(guī)程要求的方法，進(jìn)行桿塔接地電阻測(cè)量。

(2)接地裝置埋深，采用增大截面的接地引下線，引下線(熱鍍鋅)表面要進(jìn)行防腐處理。重點(diǎn)檢查接地裝置的埋深、接頭和截面的測(cè)量，對(duì)不合格的及時(shí)進(jìn)行處理。

(3)降低桿塔接地電阻，還需要確保輸電線路的地線、接地引下線、地網(wǎng)相互之間的良好連接。

3.3 采用絕緣避雷線防雷

輸電線路的避雷線除用作防雷外，還有多方面的綜合作用，如實(shí)現(xiàn)載波通信；降低不對(duì)稱短路時(shí)的工頻過電壓、減小潛供電流；作為屏蔽線以降低電力線對(duì)通信線的干擾等。

3.4 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線對(duì)輸電線路的防雷保護(hù)有重要的作用。避雷線能夠有效的防止雷電直擊在導(dǎo)線上，避雷線的作用主要有：減小通過鐵塔的雷電流，降低塔頂電位；通過耦合作用降低絕緣子電壓；通過對(duì)導(dǎo)線的屏蔽能夠降低導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線，同時(shí)還具有以下作用：

分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低桿頂電位；通過對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；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。

通常來說，線路的電壓越高，采用避雷線的效果越好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也越低。因此，110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路都應(yīng)全線架設(shè)避雷線。

3.5 安裝避雷針

安裝避雷針是輸電線路常用的一種防雷措施。

由于避雷針的引雷作用，就會(huì)提高雷擊次數(shù)，當(dāng)雷電被吸引到針上，在強(qiáng)大的雷電流沿針而流入大地過程中，雷電流周圍形成的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生截應(yīng)過電壓，它與雷電流的大小及變化速度成正比，與雷擊的距離成反比。而被保護(hù)物的自然屏蔽裝置對(duì)電磁感應(yīng)或電磁干擾的屏蔽作用，不能達(dá)到有效屏蔽，使被保護(hù)區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備因感應(yīng)過電壓而損壞。

3.6 加強(qiáng)線路絕緣

由于輸電線路個(gè)別地段需采用大跨越高桿塔(如：跨河桿塔)，這就增加了桿塔落雷的機(jī)會(huì)。高塔落雷時(shí)塔頂電位高，感應(yīng)過電壓大，而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數(shù)，加大大跨越檔導(dǎo)線與地線之間的距離，以加強(qiáng)線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔(dān)等沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子來降低雷擊跳閘率。

3.7 藕合地埋線

藕合地埋線可起兩個(gè)作用，一是降低接地電阻，《電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)》指出:連續(xù)伸長(zhǎng)接地線是沿線路在地中埋設(shè)1～2根接地線，并可與下一基塔的桿塔接地裝置相連，此時(shí)對(duì)工頻接地電阻值不作要求，它是降低高土壤電阻率地區(qū)桿塔接地電阻的有效措施之一。二是起一部分架空地線的作用，既有避雷線的分流作用，又有避雷線的藕合作用。

3.8 裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置

由于線路絕緣具有自恢復(fù)性能，大多數(shù)雷擊造成的閃絡(luò)事故在線路跳閘后能夠自行消除。因此，安裝自動(dòng)重合閘裝置對(duì)于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)110kV及以上的高壓線路重合閘成功率達(dá)75%～95%，35kV及以下的線路成功率約為50%～80%。因此，各級(jí)電壓等級(jí)的線路均應(yīng)盡量安裝自動(dòng)重合閘裝置。

3.9 加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè)

雷擊閃絡(luò)中單相閃絡(luò)機(jī)會(huì)最多，閃絡(luò)地點(diǎn)也是一基桿塔比較多見，但有時(shí)也有連續(xù)幾基同時(shí)閃絡(luò)，或相隔幾基閃絡(luò)的。所以，故障巡查時(shí)，不能只查到一個(gè)故障點(diǎn)就結(jié)束故障巡視，而應(yīng)把全區(qū)段查完。對(duì)110kV及以上輸電線路可以應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)，雷電定位系統(tǒng)是一種全自動(dòng)實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生雷擊跳閘時(shí)，雷電定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確定位雷擊桿塔，幫助巡線人員及時(shí)查找故障點(diǎn)，大大節(jié)省巡線人員的故障巡視時(shí)間，使線路及時(shí)恢復(fù)供電，確保線路的供電可靠性。同時(shí)，通過對(duì)雷電定位系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，能及時(shí)掌握雷電活動(dòng)的規(guī)律、特性和有關(guān)數(shù)據(jù)，為做好防雷工作提供保證。

4 結(jié)束語

做好電力輸電線路的防雷工作，不僅能夠提高線路本身供電的可靠性，還能確保發(fā)電廠、變電所的安全運(yùn)行。提高線路防雷水平，減少雷擊跳閘，防止電力設(shè)備受雷擊而損壞，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定供電有重要的意義。確保線路防雷水平的提升對(duì)電力系統(tǒng)而言是必不可少的。雷電活動(dòng)是一種復(fù)雜的大自然現(xiàn)象，目前沒有哪種防雷措施能夠起到絕對(duì)防雷作用，即使比較成熟的防雷措施，也只能是相對(duì)降低雷害概率，減少線路雷擊跳閘次數(shù)。為大幅度降低或消除雷害事故，必須在實(shí)踐中探索，不斷積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，完善輸電線路的防雷措施，采取更有效的防雷措施。影響輸電線路雷擊跳閘率的因素很多，有一定的復(fù)雜性，解決線路的雷害問題，要從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，綜合治理。在采取防雷改進(jìn)措施之前，要認(rèn)真調(diào)查分析，充分了解地理、氣象及線路運(yùn)行等各方面的情況，核算線路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、難度、經(jīng)濟(jì)效益及效果等，最后來決定準(zhǔn)備采用某一種或幾種防雷改進(jìn)措施。