【摘 要】本文從理論上分析了架空輸電線路遭受雷擊的種類及故障特征，并制定出有效的防雷措施。

【關(guān)鍵詞】淺談；架空；輸電線路；防雷；措施

0.引言

架空輸電線路是電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)的重要組成部分。架空輸電線路雷擊跳閘一直是困擾安全供電的一個(gè)難題，雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多。我們必須對(duì)雷擊線路的危害進(jìn)行分析，尋求更有效的線路防雷保護(hù)措施。

1.雷擊輸電線路故障的特征

（1）多相故障一般是由直擊引起。

（2）水平排列的中相或上三角排列的上相故障一般是由雷電反擊引起。

（3）檔中導(dǎo)地線之間雷擊放電（極為罕見的小概率事件）的，一般是雷電直擊、反擊引起。

（4）一次跳閘造成連續(xù)多桿塔閃絡(luò)的，有可能是雷電直擊、反擊引起。

（5）雷電繞擊一般只引起單相故障。

（6）導(dǎo)線上非線夾部位有燒融痕跡（有斑點(diǎn)或結(jié)瘤現(xiàn)象或?qū)Ь€雷擊斷股）的，一般是雷電繞擊引起.

（7）水平排列的中相或上三角排列的上相導(dǎo)線一般不可能雷電繞擊跳閘。

（8）水平或上三角排列的邊相或鼓形排列的中相有可能雷電繞擊。

（9）雷電繞擊電流與導(dǎo)線保護(hù)角和桿塔高度有關(guān)，當(dāng)雷電流幅值較大時(shí)，繞擊的可能性較小。

2.架空輸電線路防雷的具體措施

目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)完全消除雷擊故障的有效辦法，一般是根據(jù)線路電壓等級(jí)、負(fù)荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、雷電活動(dòng)情況、地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率高低以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合采用以下幾種防雷措施：

2.1架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。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：

（1）分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位。

（2）通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓。

（3）對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。

2.2安裝避雷針

安裝避雷針也是架空輸電線路常用的一種防雷措施，但在實(shí)際應(yīng)用中卻存在以下問(wèn)題：

（1）由于避雷針而導(dǎo)致雷擊概率增大。

（2）保護(hù)范圍小。

（3）易引起反擊。

當(dāng)雷電被吸引到針上，將有數(shù)千安的高頻電流通過(guò)避雷針及其接地引下線和接地裝置，此時(shí)針和引線的電壓很高，若針對(duì)被保護(hù)物之間的距離小于安全距離時(shí)，會(huì)由針及引下線向被保護(hù)物發(fā)生反擊，損壞被保護(hù)物。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定針距被保護(hù)物的空氣中距離≥5米，針距被保護(hù)物的接地裝置間的地中距離Sd≥3米，針對(duì)這一要求，微波塔和電視發(fā)射塔的各種天線上的避雷針是難以滿足規(guī)范的要求。

（4）電磁感應(yīng)問(wèn)題。

在強(qiáng)大的雷電流沿避雷針向下流入地中的過(guò)程中，會(huì)在周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，它會(huì)使微波通信、計(jì)算機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)。強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，可以使金屬開口環(huán)或打包用鐵箍的接觸不良處發(fā)生放電，從而引燃引爆易燃易爆物。更常見的則是引起微電子設(shè)備 （通信設(shè)備，計(jì)算機(jī)設(shè)備等）的失靈與損壞。受雷擊的針及引線，在高頻雷電流作用下，將從接觸點(diǎn)至地面產(chǎn)生一個(gè)較高的接觸電壓。當(dāng)雷電流流入大地?cái)U(kuò)散時(shí)，在入地點(diǎn)沿半徑各點(diǎn)形成不同的電位，若跨入該區(qū)域會(huì)產(chǎn)生很高的跨步電壓。在測(cè)避雷針不適用于對(duì)弱電設(shè)備的保護(hù)，更不易用于易燃易爆品的防雷保護(hù)。因它引來(lái)強(qiáng)大的雷電流在接地引線斷線卡處易產(chǎn)生火花，還會(huì)在附近的金屬開口環(huán)處產(chǎn)生火花，從而引起事故。

2.3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(guò)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。

2.4采用差絕緣方式

此措施適宜于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，并且導(dǎo)線為三角形排列的情況。所謂差絕緣，是指同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當(dāng)雷擊桿塔或上導(dǎo)線時(shí)，由于上導(dǎo)線絕緣相對(duì)較“弱”而先擊穿，雷電流經(jīng)桿塔人地，避免了兩相閃絡(luò)。

2.5采用不平衡絕緣方式

在現(xiàn)代高壓線路上，同桿架設(shè)的雙回路線路日益增多，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)，可考慮采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雙回路雷擊同時(shí)跳閘率，以保障線路的連續(xù)供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數(shù)有差異，這樣，雷擊時(shí)絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對(duì)另一回路導(dǎo)線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò)，保障了另一回路的連續(xù)供電。

2.6藕合地埋線

作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.6.1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，國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，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。

2.6.2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。據(jù)有的單位的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在一個(gè)20基桿塔的易擊段埋設(shè)藕合地埋線后，10年中只發(fā)生一次雷擊故障，有文獻(xiàn)介紹可降低跳閘率40%，顯著提高線路耐雷水平。

2.7預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針

預(yù)放電棒的作用機(jī)理是減小導(dǎo)、地線間距，增大藕合系數(shù)，降低桿塔分流系數(shù)，加大導(dǎo)線、絕緣子串對(duì)地電容，改善電壓分布；負(fù)角保護(hù)針可看成裝在線路邊導(dǎo)線外側(cè)的避雷針，其目的是改善屏蔽，減小臨界擊距，預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針常一起裝設(shè)，具有制作、安裝和運(yùn)行維護(hù)方便，以及價(jià)格便宜的特點(diǎn)。

2.8裝設(shè)消雷器

消雷器對(duì)接地電阻的要求不嚴(yán)，其保護(hù)范圍也遠(yuǎn)比避雷針大。

2.9使用接地降阻劑

降阻劑使用后接地電阻隨時(shí)間的推移而下降，并且由于其PH值一般均在7.6-8.5之間，有的呈中性略偏堿，對(duì)接地體有鈍化保護(hù)作用，故基本無(wú)腐蝕現(xiàn)象。但是，使用較長(zhǎng)時(shí)間表明接地降阻劑對(duì)接地體產(chǎn)生了嚴(yán)重的腐蝕。故在采用這一方法時(shí)應(yīng)關(guān)注長(zhǎng)期的效果，特別是對(duì)接地體的腐蝕問(wèn)題。

2.10采用中性點(diǎn)非有效接地方式

這樣可使由雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動(dòng)消除，不致引起相間短路和跳閘。而在二相或三相落雷時(shí)，由于先對(duì)地閃絡(luò)的一相相當(dāng)于一條避雷線，增加了分流和對(duì)未閃絡(luò)相的耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。因此，對(duì)35kV線路的鋼筋混凝土桿和鐵塔，必須做好接地措施。

3.結(jié)論 （下轉(zhuǎn)第233頁(yè)）

（上接第68頁(yè)）綜上所述，影響架空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(wèn)題，既要強(qiáng)調(diào)綜合防雷的思想，又要區(qū)分每種技術(shù)措施的針對(duì)性和有效性，還要進(jìn)行各種技術(shù)措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后來(lái)決定準(zhǔn)備采用某一種或幾種防雷改進(jìn)措施。 [科]

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