黃志忠

摘 要：本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，主要分析了架空輸電線路雷擊的形式及雷擊對(duì)架空輸電線路安全運(yùn)行的危害，并提出了相應(yīng)的防雷措施和建議。以供同行參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路；雷擊；危害；防雷措施

前言

架空輸電線路路徑多建于空曠地帶或山上，在雷電活動(dòng)極為頻繁的地區(qū)，一直受到雷擊故障的困擾。尤其是雷雨季節(jié)，雷擊跳閘率長(zhǎng)期居高不下，嚴(yán)重地影響了架空輸電線路的安全、可靠運(yùn)行。我國(guó)電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，多雷地區(qū)線路雷擊跳閘次數(shù)占總跳閘次數(shù)的40%～70%。因此，如何切實(shí)有效地制定及改善架空輸電線路的防雷措施，已經(jīng)成為確保線路安全、可靠運(yùn)行的重要工作之一。

1、雷擊的形式及危害

輸電線路雷害的形式有感應(yīng)雷和直擊雷。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：110kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路雷害的原因分析主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和故障現(xiàn)象，因而比較難作出準(zhǔn)確判斷，這對(duì)于有針對(duì)性地采取防雷對(duì)策十分不利。郊外線路因地面附近的空間電場(chǎng)受山坡地形等影響，其繞擊率約為平原線路的3倍，或相當(dāng)于保護(hù)角增大8°。雷電對(duì)電力設(shè)備絕緣危害最大的是直擊雷過(guò)電壓，它的峰值很高，破壞性很強(qiáng)，在輸電線路上可能引起絕緣子閃絡(luò)、燒傷或擊穿；重者擊斷導(dǎo)線造成停電事故。

2、防雷措施

2.1運(yùn)行管理

2.1.1加強(qiáng)對(duì)防雷設(shè)備（設(shè)施）的定期巡視

在對(duì)防雷設(shè)備的檢查巡視中：要注意觀察避雷線、接地引下線、接地引上板、連接金具間的連接、固定以及銹蝕情況；接地線引下線是否有斷股、斷線的情況。對(duì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、實(shí)測(cè)接地電阻達(dá)不到要求的，可以對(duì)地網(wǎng)進(jìn)行開挖檢查，看其是否嚴(yán)重銹蝕、埋入地下部分有無(wú)外露、丟失，以確保各部分都接觸良好方可。有時(shí)在測(cè)量地網(wǎng)電阻會(huì)發(fā)現(xiàn)讀數(shù)為無(wú)窮大的現(xiàn)象，這多數(shù)是由于接地引下線與接地裝置虛接所致。

2.1.2定期對(duì)防雷設(shè)備（設(shè)施）進(jìn)行測(cè)試

結(jié)合線路工作，每年至少記錄一次線路避雷器記錄的動(dòng)作情況。

線路避雷器運(yùn)行2～3年應(yīng)停電檢查一次，主要檢查項(xiàng)目有：端部附件的銹蝕情況；絕緣子連接部分是否有脫膠、裂縫、滑移等現(xiàn)象；絕緣子表面有無(wú)裂紋或粉化現(xiàn)象；傘裙、護(hù)套材料有無(wú)變硬發(fā)脆現(xiàn)象，有無(wú)漏電縫痕與電蝕情況；測(cè)量線路避雷器本體及支撐件絕緣電阻，與歷年結(jié)果比較不應(yīng)有明顯變化；對(duì)線路避雷器的間隙進(jìn)行檢查。線路避雷器運(yùn)行5年應(yīng)停電進(jìn)行直流lmA參考電壓及75%參考電壓下泄漏電流試驗(yàn)，檢查避雷器本體是否有劣化現(xiàn)象。

2.2防雷設(shè)備（設(shè)施）、技術(shù)

2.2.1地線、引下線及接地裝置的防腐

110kV及以上架空輸電線路的防雷措施主要是通過(guò)架設(shè)架空避雷線，裝設(shè)接地裝置，通過(guò)引下線把雷電流釋放到大地，這也是我國(guó)目前在架空輸電線路上運(yùn)用比較普遍的防雷措施。這種防雷措施的缺陷主要是架空避雷線、接地裝置、引下線銹蝕，這是自然因素，但可以人為地對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)防和改善。新建的線路防雷裝置應(yīng)選擇熱鍍鋅的鋼絞線和圓鋼來(lái)裝設(shè)；銹蝕程度較輕的線路防雷裝置應(yīng)對(duì)其進(jìn)行防腐處理，銹蝕程度較嚴(yán)重的應(yīng)更換新的線路防雷裝置。

筆者結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)接地體引上處的防腐提出以下建議：接地體從土壤引上時(shí)，在地面表層與接地體接觸處最易銹蝕，這是因?yàn)榈孛姹韺犹幍慕拥伢w易受潮且暴露在外，與空氣中的氧氣接觸，接地體鐵部件在富氧和潮濕的條件下，極易銹蝕，特別是處于酸性土壤及低土壤電阻率粘土中的接地體以及長(zhǎng)期由于受到化肥農(nóng)藥侵蝕的稻田里的接地體。而超出地面部分的接地體雖然也與空氣中的氧氣接觸，但其受潮情況明顯優(yōu)于地面表層處，所以這部分接地體不易銹蝕。入土后的接地體部分，土里的潮濕情況雖然嚴(yán)重，但該部位處于缺氧狀態(tài)，所以這部分接地體也不易銹蝕。用高標(biāo)號(hào)水泥砂槳，給地面表層處的接地體做一個(gè)小型的保護(hù)帽，接地體保護(hù)帽應(yīng)凸出地面表層適當(dāng)高度，且要深入到土里適當(dāng)?shù)纳疃?，不需要做得太大，以能起到保護(hù)作用為度，使該部位接地體既與潮濕的土壤隔絕，又與空氣中的氧氣隔絕。這樣便有效地解決了該部位接地體的銹蝕問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上也就是基本解決了接地體引上處的銹蝕問(wèn)題。該方法簡(jiǎn)單、易行、經(jīng)濟(jì)，通過(guò)實(shí)施，效果不錯(cuò)。

2.2.2降低接地電阻

在電力系統(tǒng)中，以盡量降低接地電阻來(lái)提高線路的耐雷水平，比單純地增加絕緣效果更好。降低接地電阻的措施主要有2種方法：一是增補(bǔ)地網(wǎng)；二是施放降阻劑。線路設(shè)計(jì)時(shí)并不是每基桿塔的土壤電阻率都經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及過(guò)往提供的數(shù)據(jù)、或者是根據(jù)桿塔所在的某個(gè)地段土壤電阻率的范圍值而設(shè)計(jì)的。而土壤的電阻率也可能會(huì)隨季節(jié)、氣候等因素的變化而產(chǎn)生變化。因此有時(shí)實(shí)測(cè)的接地電阻值比設(shè)計(jì)值要大，甚至大很多，達(dá)不到防雷要求的標(biāo)準(zhǔn)。所以應(yīng)定期測(cè)量線路的土壤電阻率和接地電阻值，對(duì)新建的線路也是如此。根據(jù)規(guī)程（DL/T5092～1999）規(guī)定，有避雷線的線路桿塔的工頻接地電阻不宜超過(guò)表1的數(shù)值。

表1有避雷線的線路桿塔的工頻接地電阻

土壤電阻率

/ ·m

≤100

100<

500<

1000<

>2000

≤500 ≤1000 ≤2000

接地電阻的R/

10 15 15 15 30

2.2.3減小桿塔接地裝置中接地通道的接觸電阻

接地通道的接觸電阻既包括接地引下線或塔身的電阻、接地體引上板與接地引下線或塔身連接螺栓的接觸電阻，還包括架空避雷線與塔身之間連接金具的接觸電阻。當(dāng)雷擊時(shí)，盡管地網(wǎng)的接地電阻滿足要求，若接地通道的接觸電阻很大，阻礙了雷電流的釋放，也極易造成絕緣子雷擊閃絡(luò)。

若檢查接地體引上板與接地引下線或塔身連接螺栓銹蝕，可解開接地體引上板與接地引下線或塔身連接螺栓，清除鐵銹，涂上導(dǎo)電脂，重新牢固安裝；若架空避雷線與塔身之間連接金具銹蝕，可在避雷線與塔身之間附加一根鋼絞線，一端用并溝線夾固定在避雷線上，另一端加接線端子與塔身牢固連接。

2.2.4有針對(duì)性選用線路絕緣子

合成絕緣子能夠被廣泛應(yīng)用于輸電線路的主要原因是其具有良好的憎水性、耐污性好，以及重量輕、體積小，安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。但是，由于其傘裙直徑和傘裙間距較小，以及在長(zhǎng)期潮濕天氣下憎水性能的喪失等結(jié)構(gòu)上的原因，合成絕緣子的不明閃絡(luò)率明顯高于其它類型絕緣子。表2為掛網(wǎng)運(yùn)行的110kV及以上合成絕緣子的事故類型分類統(tǒng)計(jì)，從表中可以看出雷擊故障仍占了最大比例。

表2合成絕緣子事故統(tǒng)計(jì)

故事

類型 雷擊 不明閃絡(luò) 鳥類 污閃 內(nèi)絕緣

擊穿 機(jī)械

事故 脆斷

晴天 陰天 污穢氣象

比例% 47.2 12.9 6.1 4.9 16.6 5.5 2.5 2.5 1.8

從華南地區(qū)的輸電線路運(yùn)行情況反映，合成絕緣子的雷擊率明顯高于其它類型絕緣子，其主要原因就是由于合成絕緣子的傘裙間距過(guò)小，易發(fā)生傘裙間飛弧短接現(xiàn)象，這種經(jīng)過(guò)空氣通道的擊穿大都對(duì)絕緣子本身不造成嚴(yán)重破壞，其重合閘成功率很高，而且不易找到明顯的故障點(diǎn)。因此根據(jù)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況，在多雷區(qū)域應(yīng)使用特別增加了凈距的合成絕緣子或鋼化玻璃絕緣子為宜。

2.2.5裝設(shè)線路型避雷器

對(duì)于雷電活動(dòng)強(qiáng)烈、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的地區(qū)，采用一般防雷保護(hù)措施難以奏效時(shí)，可以考慮利用線路避雷器來(lái)降低雷擊跳閘率。

國(guó)內(nèi)外運(yùn)行結(jié)果證明，安裝線路避雷器在防止線路無(wú)論是雷繞擊導(dǎo)線以及雷擊塔頂或避雷線時(shí)的反擊方面都是非常有效的。華南地區(qū)已經(jīng)普及安裝線路避雷器，其防雷保護(hù)效果是比較好的。但是由于避雷器的防雷保護(hù)范圍僅有一個(gè)檔距左右（最大范圍約為50m），且價(jià)格昂貴，不可能每基桿塔都安裝，應(yīng)對(duì)安裝地點(diǎn)、安裝相方位、安裝效果等進(jìn)行綜合評(píng)估以及必要的分析計(jì)算，以期用最少的投入獲取最大的收獲。確定線路避雷器安裝桿塔應(yīng)遵從以下原則多年運(yùn)行表明為線路易擊段、易擊桿，但降低接地電阻困難且不適宜架設(shè)藕合地線，或上述措施實(shí)施后仍遭雷擊的桿塔。

2.2.6從設(shè)計(jì)上提高線路的防雷水平

建議今后在多雷地區(qū)線路的絕緣裕度、耐雷水平的設(shè)計(jì)應(yīng)高于一般地區(qū)線路，如絕緣配置、保護(hù)角等。

2.2.7抓好線路的施工工藝

線路避雷器的安裝應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并嚴(yán)格按照避雷器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品安裝使用說(shuō)明書的要求進(jìn)行。硅橡膠復(fù)合避雷器安裝時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)硅橡膠傘裙，嚴(yán)禁用銳器劃傷傘裙；水平放置時(shí)，應(yīng)避免傘裙的受力；帶串聯(lián)間隙的避雷器，應(yīng)校驗(yàn)間隙尺寸，并將偏差控制在±10mm以內(nèi)。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了防止雷害事故的發(fā)生，采取有針對(duì)性的綜合防雷技術(shù)措施，做好架空輸電線路防雷保護(hù)，以達(dá)到減少輸電線路雷擊跳閘故障，為廣大人民提高供電靠性。