國網(wǎng)江西都昌縣供電有限責(zé)任公司 陳志剛

?

不同地形條件下架空配電線路的防雷措施分析

國網(wǎng)江西都昌縣供電有限責(zé)任公司 陳志剛

【摘要】架空配電線路時我國電力系統(tǒng)的重要組成部分，在電能調(diào)度中承擔(dān)著重要的任務(wù)，其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，直接影響電能調(diào)度運(yùn)行效率。架空配電線路的絕緣水平不高，如果沒有采取有效的防雷措施，當(dāng)遇到雷電天氣時，將會對其造成不可預(yù)估的損壞，并且不同地形條件下，架空配電線路遭受的雷擊損害的類型不同，因此其防雷措施也存在一定的差異。文章分析了雷擊的危害性及其解決方法，探析了不同地形條件下架空配電線路的防雷措施，旨在為架空配電線路設(shè)計與施工人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】不同地形條件；架空配電線路；防雷措施

1 前言

架空配電線路承擔(dān)著向負(fù)荷分配電能的重任，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性。但是，架空配電線路的絕緣水平相對較低，缺乏避雷線保護(hù)，雷電對架空配電線路造成的危害非常致命。架空配電線路的雷擊危害類型主要包括地電位提高、感應(yīng)雷以及直擊雷等，無論哪種雷擊危害，都會影響架空配電線路的安全運(yùn)行，由此可見架空配電線路防雷工作的重要性，已經(jīng)成為電力企業(yè)以及社會各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。同時，在不同地形條件下，架空配電線路的防雷措施不同，因此文章針對不同地形條件下架空配電線路防雷措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 雷擊的危害性及其解決方法

2.1 雷擊的危害性

2.1.1 地電位提高

當(dāng)雷電電流穿過導(dǎo)體進(jìn)入大地之后，如果接地電阻為10Ω，則入地電壓高達(dá)100kV，由于架空配電線路的裝置與雷電電流入地處重復(fù)接地，兩個位置的電壓都為100kV，如果設(shè)備保護(hù)接地端在室內(nèi)，室內(nèi)電壓值為0，導(dǎo)致殼體與工作線路之間出現(xiàn)100kV的電壓差，會對設(shè)備造成損壞。

2.1.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷主要包括兩種形式，即電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)，對于電磁感應(yīng)雷，雷電流通過導(dǎo)體進(jìn)入大地時，具有較大的強(qiáng)度以及較高的頻率，會在導(dǎo)體的周圍形成較大強(qiáng)度的交變電磁場，如果架空配電線路的設(shè)備處在該電磁場中，將會出現(xiàn)較高的感應(yīng)電壓，造成設(shè)備的損壞；對于靜電感應(yīng)，如果架空配電線路上方出現(xiàn)雷電云，會在到線上積聚大量的相反電荷，一旦雷電云對某個目標(biāo)放電，則電荷瞬間消失，但是導(dǎo)線上的電荷依然存在，然后以雷電波的形式通過設(shè)備進(jìn)入大地，在此過程中會對設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。

2.1.3 直擊雷

直擊雷指的是雷雨云直接對大地的某個目標(biāo)放強(qiáng)烈電流，直接擊中設(shè)備，如果擊中架空配電線路的導(dǎo)線或者設(shè)備，雷電流通過導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，將會損壞設(shè)備。

2.2 雷擊危害的解決方法

無論哪種雷擊類型，都會對架空配電線路造成嚴(yán)重的危害，為了降低雷擊對架空配電線路造成損害，應(yīng)該采取以下方法：（1）在架空絕緣導(dǎo)線兩端安裝氧化鋅避雷裝置；（2）同塔多回路架設(shè)線路兩端安裝氧化鋅避雷裝置；（3）終端線路桿塔增加避雷器；（4）提高保護(hù)線路的絕緣水平；（5）增加分流；（6）在線路設(shè)計時增加防雷保護(hù)；（7）柱上開關(guān)增加防雷保護(hù)；（8）降低桿塔接地電阻。

3 不同地形條件下架空配電線路的防雷措施分析

3.1 山區(qū)地形條件下架空配電線路的防雷措施

山區(qū)地形比較寬闊，但是架空配電線路在通過山區(qū)地形時需要通過一些海拔高的區(qū)域，遭受直擊雷災(zāi)害的幾率非常高，地電位高雷擊災(zāi)害頻有發(fā)生，做好山區(qū)地形條件下架空配電線路的防雷保護(hù)工作至關(guān)重要。山區(qū)地形條件下架空配電線路的防雷措施主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）地電位提高的防雷保護(hù)措施，山區(qū)地形條件下，土壤具有多變性，導(dǎo)致一些地區(qū)存在較高的電阻率，導(dǎo)致地電位提高災(zāi)害頻有發(fā)生，針對該種現(xiàn)象，通常采取以下措施進(jìn)行防雷處理，一方面，調(diào)整配變?nèi)萘浚源私档偷仉娢惶岣邔芸张潆娋€路造成的影響；另一方面，在土壤中添加降阻劑，以此抑制接地電阻，盡可能的降低地電位提高幅度，防止地電位提高對架空配電線路在成損壞；（2）感應(yīng)雷防護(hù)措施，山區(qū)地形條件下架空配電線路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，雖然感應(yīng)雷災(zāi)害發(fā)生概率相對較低，但是一旦發(fā)生將會造成嚴(yán)重的危害，由于山區(qū)地形條件下架空配電線路的感應(yīng)雷災(zāi)害受傾角影響，其防雷保護(hù)措施表現(xiàn)為：接地延伸、加裝耦合地線等措施；（3）直擊雷防護(hù)措施，由于受到山區(qū)氣候、地形等方面的影響，導(dǎo)致山區(qū)存在許多雷電云密集的地區(qū)，為了防止架空配電線路遭受直擊雷，在進(jìn)行架空配電線路設(shè)計時應(yīng)該盡可能的避開這些區(qū)域，如果無法避開，則應(yīng)該仔細(xì)觀察該區(qū)域雷電的特征，基于此選擇最佳的雷電防護(hù)方案，例如，根據(jù)導(dǎo)線高度以及地形等，精確計算直擊雷的引雷范圍，通過調(diào)整傾角以及地面線路等，以此降低直擊雷對架空配電線路造成的損壞。

3.2 城區(qū)地形條件下的防雷措施

城區(qū)地形與山區(qū)地形存在顯著的差異，城區(qū)地形的架空配電線路周圍存在密集的建筑物，由于架空配電線路附近的高層建筑物具有較高的引雷能力，因此城區(qū)地形調(diào)價下雷電直接擊中架空配電線路的狀況相對較少。因此，城區(qū)地形條件下主要針對地電位提高以及感應(yīng)雷的防護(hù)，具體表現(xiàn)為：（1）地電位提高防雷保護(hù)措施，雷電流入地處和設(shè)備自身的電位差導(dǎo)致地電位提高，對設(shè)備造成損壞，由于城區(qū)地形不利于雷電電流進(jìn)入地面，因此地電位提高導(dǎo)致的雷電災(zāi)害發(fā)生頻率低于感應(yīng)雷災(zāi)害，城區(qū)地形條件下，一些架空配電線路接地保護(hù)裝置安裝在室內(nèi)，一旦地電位提高，將會在工作線路與設(shè)備的外殼之間產(chǎn)生較大的電壓差，損壞甚至是損毀設(shè)備，因此地電位提高的防護(hù)工作至關(guān)重要，通常狀況采用調(diào)整工作線路、控制接地電阻以及對設(shè)備外殼進(jìn)行重復(fù)接地等方式進(jìn)行防護(hù)；（2）感應(yīng)雷防護(hù)措施，城區(qū)地形條件下，感應(yīng)雷導(dǎo)致的雷擊跳閘是架空配電線路最常見的災(zāi)害，主要是因為城區(qū)存在較多的高層建筑物，給架空配電線路的設(shè)置帶來很大的難度，導(dǎo)致架空配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，并且感應(yīng)雷的引雷范圍受到城區(qū)自然環(huán)境以及架空配電線路的高度影響，導(dǎo)致城區(qū)感應(yīng)雷防護(hù)難度相對較高，需要采取多種防雷措施構(gòu)建完善的防雷系統(tǒng)，避免感應(yīng)雷對架空配電線路造成損壞，城區(qū)地形條件下，常用的架空配電線路防雷方案包括絕緣導(dǎo)線方式與同塔多回路方式，對于絕緣導(dǎo)線方式，由于城區(qū)地形限制，架空配電線路不可避免的會接近高層建筑物，甚至穿過人口密集的地區(qū)，這就要求架空配電線路必須采用性能良好的絕緣導(dǎo)線，由于絕緣導(dǎo)線在遭受雷電電流沖擊時會產(chǎn)生大量的熱，需要在絕緣導(dǎo)線兩端安裝氧化鋅避雷器；對于同塔多回路方式，由于城區(qū)空間相對有限，為了節(jié)約架空配電線路空間，通常采用同塔多回路方式，這樣既能夠節(jié)約空間，又能夠降低感應(yīng)雷對架空配電線路造成的損壞，同時為了提高其抗雷擊性能，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)募友b防雷設(shè)備。

3.3 特殊地形條件下的防雷措施

除了山區(qū)、城區(qū)兩種地形之外，還存在其他特殊的地形，在這些特殊地形條件下對架空配電線路的防雷方案具有特殊的要求，例如，在靠近大型水域地形中，架空配電線路對導(dǎo)線的絕緣要求相對較高，因此應(yīng)該采用絕緣性能良好的導(dǎo)線，如果線路長度過長，或者架空配電線路處于野外，則應(yīng)該在絕緣導(dǎo)線兩端加裝避雷裝置；如果架空配電線路附近存在易燃易爆物或者通過存在易燃易爆物的建筑，則應(yīng)該提高架空配電線路的防雷等級，必要時加裝屏蔽器。這些特殊地形條件下的架空配電線路防雷設(shè)置需要考慮地形的特殊需求，不同特殊地形的防雷方案不同，不能一概而論。因此，在架設(shè)架空配電線路時，一旦遇到這些特殊地形，應(yīng)該對這些特殊地形的實際狀況進(jìn)行全面的考察，然后借鑒同類地形架空配電線路的防雷經(jīng)驗，創(chuàng)建合理、完善的防雷系統(tǒng)，以此提高架空配電線路的整體防雷性能。

4 結(jié)束語

總而言之，不同地形條件下，架空配電線路遭受雷擊損害的類型不同，需要根據(jù)架空配電線路所處地形，采取針對性的防雷措施進(jìn)行處理，以此降低雷電對架空配電線路造成的損壞，保證架空配電線路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，為人們提供更加穩(wěn)定、可靠的電能，進(jìn)而提高電力企業(yè)的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，滿足社會生產(chǎn)、生活以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉學(xué)虎.不同地形條件下架空配電線路防雷方案研究[J].電子測試,2015(10):156-157.

[2]張偉華.關(guān)于不同地形條件下架空配電線路的防雷探究[J].低碳世界,2014(19):60-61.

[3]李寰宇.基于不同地形條件的架空配電線路防雷探討[J].通訊世界,2014(24):178-179.

[4]龍文華.10KV架空線路防雷措施及應(yīng)用——以深圳坪山配網(wǎng)為例[J].技術(shù)與市場,2014,21(12):137-139.