王愛(ài) WANG Ai

（包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，包頭 014030）

（Baotou Vocational&Technical College，Baotou 014030，China）

1 山區(qū)超高壓輸電線路的新型防雷保護(hù)措施

對(duì)于內(nèi)蒙古山區(qū)的超高壓輸電線路來(lái)說(shuō)，由于海拔較高，山體坡度較陡，使得常規(guī)措施的防雷效果不顯著，尤其是繞擊雷害比率的不斷上升。近幾年，在線路不斷運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)中，采取了一些新型的防雷措施，具體情況如下。

1.1 合理選擇輸電線路的絕緣配合 絕緣配合要綜合考慮電氣設(shè)備可能承受的各種電壓、保護(hù)裝置的特性和設(shè)備絕緣對(duì)各種電壓的耐受特性，合理地確定設(shè)備必要的絕緣水平。

1.1.1 架空送電線路的絕緣配合設(shè)計(jì) 解決桿塔和檔距中央各種可能放電途徑的絕緣選擇和相互配合的問(wèn)題，包括：桿塔上的絕緣配合設(shè)計(jì)、檔距中央導(dǎo)線及避雷線間的絕緣配合設(shè)計(jì)、檔距中央導(dǎo)線對(duì)地及各被跨越物的絕緣配合設(shè)計(jì)、檔距中央不同相導(dǎo)線間的絕緣配合設(shè)計(jì)。

1.1.2 絕緣子串片數(shù)的選擇 在正常運(yùn)行電壓作用下，絕緣子應(yīng)有足夠的機(jī)電破壞強(qiáng)度；足夠的電氣絕緣強(qiáng)度；絕緣子片數(shù)的選擇要滿足操作過(guò)電壓的要求。耐張絕緣子串的電氣強(qiáng)度應(yīng)略高于懸垂絕緣子串，同一電壓等級(jí)的耐張絕緣子串應(yīng)比懸垂絕緣子串多1～2片。

1.2 雷電定位系統(tǒng) 雷電定位系統(tǒng)是最新、最先進(jìn)的一種防雷措施，它是一種大面積、全自動(dòng)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雷電的計(jì)算機(jī)在線系統(tǒng)[2]。

盡管現(xiàn)階段雷電定位系統(tǒng)在應(yīng)用上還存在著一些問(wèn)題，但是它的應(yīng)用還是給我們帶來(lái)了方便。通過(guò)應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)，我們可以利用該系統(tǒng)的雷電數(shù)據(jù)，更快捷、有效地發(fā)現(xiàn)雷電多發(fā)區(qū)，加強(qiáng)保護(hù)措施。現(xiàn)階段我國(guó)很多單位都給出了雷電密度圖，它能夠很好地展示雷電活動(dòng)的規(guī)律，幫助有關(guān)人員科學(xué)地分析雷電數(shù)據(jù)，也有一些科研單位在雷電密度圖的基礎(chǔ)上開(kāi)展防雷研究。

1.3 安裝線路型避雷器 就算在全線架設(shè)避雷線，在導(dǎo)線上出現(xiàn)過(guò)電壓的情況也是有可能的。要想真正地避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，應(yīng)該安裝線路型避雷器，因?yàn)樗軌虬牙讚羲a(chǎn)生的過(guò)電壓釋放到大地，制約了電壓的升高，保障了線路和設(shè)備的安全。

雷電流強(qiáng)度、線路絕緣子的50%放電電壓和塔體的沖擊接地電阻是三個(gè)影響線路耐雷水平的重要因素。通常來(lái)講，地理位置和大氣條件會(huì)影響到雷電流強(qiáng)度，但是線路的50%放電電壓是一定的。在過(guò)去采用降低塔體的接地電阻是提高輸電線路耐雷水平的主要方式，但是在山區(qū)該方式的可行性很小，導(dǎo)致輸電線路屢遭雷擊。

加裝避雷器后，當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，一部分雷電流經(jīng)避雷線傳入相鄰桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超過(guò)一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相鄰桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。由于避雷器的分流遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位升高，使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。

線路避雷器對(duì)接地電阻的要求不高，因?yàn)樗陨砭哂秀Q電位作用，這提高了其在山區(qū)線路防雷的可行性，加裝避雷器前后線路的耐雷水平與桿塔沖擊接地電阻的關(guān)系見(jiàn)圖1，從圖中可以看出加裝線路避雷器后的防雷效果是十分明顯的。

國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐表明，線路防雷用的金屬氧化物避雷器無(wú)論在防止雷直擊導(dǎo)線方面，還是在雷擊塔頂或避雷線時(shí)的反擊方面都是非常有效的。并且在500kV輸電線路容易遭受雷擊的外相安裝1支避雷器，可以避免線路因?yàn)樵馐芾@擊雷而發(fā)生絕緣閃絡(luò)，同時(shí)在較大程度上提高線路耐反擊雷的能力。這也就是使用線路避雷器的效果所在。

圖1 線路耐雷水平Iw與桿塔沖擊接地電阻Rt的關(guān)系

2 內(nèi)蒙古山區(qū)輸電線路的實(shí)際運(yùn)行情況

內(nèi)蒙古地區(qū)整體海拔高度較高，超高壓輸電線路多架設(shè)在曠野、山區(qū)等人煙稀少的地方，再加上風(fēng)沙情況相當(dāng)嚴(yán)重，所以導(dǎo)致了雷擊跳閘事故發(fā)生率的居高不下。但近年來(lái)，采用了一些新型防雷措施，使得線路的耐雷水平明顯提高。

①在山區(qū)輸電線路的絕緣配合上考慮耐受雷電過(guò)電壓的需要，酌量增加絕緣子片數(shù)。

②在桿塔上加裝線路避雷器成為一種有效、方便的防雷措施。線路避雷器在雷電活動(dòng)強(qiáng)烈，降低桿塔接地電阻困難等特殊線段上安裝使用，可有效降低雷擊跳閘事故率，提高交流輸電線路的耐雷水平。

對(duì)于內(nèi)蒙古地區(qū)500kV的輸電線路，線路避雷器在山區(qū)輸電線路已經(jīng)開(kāi)始使用，能夠有效地降低雷擊跳閘事故率。內(nèi)蒙古地區(qū)包旗線為2006年施工建設(shè)的500kV線路，在雷害事故嚴(yán)重地段使用線路避雷器之后的跳閘率如表1所示。

表1 包旗線跳閘率（次/100km·a）

但是在線路避雷器的使用過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)它的保護(hù)范圍只有1～3基桿塔，不能使鄰近桿塔線路絕緣子（串）得到確實(shí)有效的保護(hù)，沒(méi)有可外延的雷擊保護(hù)范圍，必須每基桿塔都裝設(shè)才會(huì)有效防止雷擊跳閘事故的發(fā)生。由于其造價(jià)很高，不能每基桿塔都裝設(shè)避雷器，導(dǎo)致線路長(zhǎng)且桿塔數(shù)多的線路無(wú)法可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 小結(jié)

常規(guī)的防雷保護(hù)措施由于其本身的不足，以及實(shí)際地理環(huán)境的影響，使得架空送電線路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，像內(nèi)蒙古地區(qū)還相當(dāng)高。但是隨著新型防雷保護(hù)措施的出現(xiàn)，特別是線路避雷器的使用，能夠很好地限制雷擊跳閘事故率，使內(nèi)蒙古山區(qū)輸電線路的防雷工作邁上了一個(gè)新臺(tái)階。但是線路避雷器也有一定的缺陷，對(duì)于它的防雷效果還需深入研究。

[1]周澤存，沈其工，方瑜，王大忠.高電壓技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2005.

[2]周延齡，黎利佳，蘇貽泰.雷電定位系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].中國(guó)電力，1999，32（7）：31-35.

[3]楊茂輝，譚建敏.線路避雷器在線路防雷上的應(yīng)用[J].廣東電力，2003，16（4）：53-55.