魏培剛 李 陽 徐 亮

國網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

提升輸電線路防雷水平措施探究

魏培剛 李 陽 徐 亮

國網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

對于整個(gè)電力系統(tǒng)來說，輸電線路是其中非常重要的組成部分。由于其主要采取裸導(dǎo)線的方式暴露在整個(gè)自然環(huán)境之中，比較容易受到自然環(huán)境因素的影響甚至損害。其中，雷擊又是造成輸電線路損害的最重要因素之一。在雷雨天氣，輸電線路容易遭受雷擊引起停電事故，對線路供電的可靠性造成嚴(yán)重影響。對輸電線路進(jìn)行防雷工作是非常重要的。而如何針對當(dāng)前輸電線路防雷存在的一些問題，采取更有效的防雷具體措施則是確保輸電線路可靠、安全運(yùn)行的重中之重。

輸電線路；防雷；措施

1 雷擊對輸電線路的危害

雷害對輸電線路的危害形式主要有兩種：直擊雷和感應(yīng)雷。在實(shí)際運(yùn)行中，常常是根據(jù)故障現(xiàn)象和以往經(jīng)驗(yàn)來分析110kV及以上電壓等級輸電線路受到雷害的原因。這樣的分析方法很難對雷害原因作出準(zhǔn)確判斷，進(jìn)而影響防雷的效果。對于架設(shè)在丘陵、山地地區(qū)的線路，山坡地形等因素對地面的空間電場影響比較大，繞擊率達(dá)到平原地區(qū)線路的3倍以上。直擊雷過電壓是雷電中危害電力設(shè)備絕緣最嚴(yán)重的一種。它的峰值非常高，容易對輸電線路造成燒傷、擊穿、絕緣子閃絡(luò)甚至導(dǎo)線被擊斷而引起停電事故等嚴(yán)重破壞現(xiàn)象。

2 當(dāng)前輸電線路防雷存在的問題

2.1 安裝避雷針問題

架空輸電線路常用到的一項(xiàng)防雷措施就是安裝避雷針進(jìn)行防雷。然而，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，卻容易暴露一些問題。有時(shí)，避雷針的不正確安裝使得線路遭受雷擊的概率增大。此外，避雷針的保護(hù)范圍也不夠大。避雷針具有引雷的作用，所以會增加受到雷擊的次數(shù)。雷電被吸引到避雷針上后，會沿著避雷針流入大地，這個(gè)過程會在周圍形成磁場并產(chǎn)生截應(yīng)過電壓。當(dāng)截應(yīng)過電壓產(chǎn)生的作用大于被保護(hù)物的自然屏蔽裝置所起的屏蔽作用時(shí)，感應(yīng)過電壓就會損壞被保護(hù)區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備。

2.2 線路絕緣問題

輸電線路的耐雷水平主要受到絕緣子性能好壞的影響。當(dāng)前，一些線路運(yùn)行單位疏于對絕緣子進(jìn)行全程管理，甚至造成一些未經(jīng)嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)的劣質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行。即便掛網(wǎng)運(yùn)行之后，也沒有定期按照相關(guān)規(guī)程來對一些絕緣子進(jìn)行檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換已經(jīng)劣化或是絕緣性能不滿足運(yùn)行要求的絕緣子。所有這些因素都會造成線路絕緣出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響架空輸電線路的實(shí)際防雷效果。

3 提升輸電線路防雷水平措施

3.1 增設(shè)線路避雷器

增設(shè)線路避雷器可有效提高線路的防雷水平，但其保護(hù)區(qū)域有限(只限于安裝桿段及其附近，且對防雷接地裝置質(zhì)量和泄流能力的要求更高，在線路接地電阻＜4Ω時(shí)無法起到保護(hù)作用)。線路避雷器分為有空氣間隙線路避雷器、無空氣間隙線路避雷器。雖然有空氣間隙線路避雷器的效果優(yōu)于無空氣間隙線路避雷器，但其維護(hù)、檢修工作的難度較大，發(fā)生故障后的線路跳閘概率較高。此外，還應(yīng)考慮避雷器之間的配合問題，且避雷器本身的質(zhì)量問題也會引發(fā)線路故障。

3.2 提高線路的絕緣水平

線路的絕緣水平高低對線路的防雷效果影響比較大，提高線路的絕緣水平可以通過以下幾點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。①提高線路絕緣能力。考慮到像跨河桿塔等大跨越高桿塔已經(jīng)在輸電線路的部分地段開始使用，這就使得桿塔落雷的機(jī)會大大增加。高塔落雷時(shí)塔頂受繞擊的概率比較大，此時(shí)其受到的感應(yīng)過電壓也相對較大，容易引起線路跳閘。為了減小線路跳閘的可能性，可以采取一些增強(qiáng)線路絕緣的方法。②使用差絕緣的方式提高線路絕緣水平。這種方法在導(dǎo)線排列為三角形方式并且中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中應(yīng)用比較多。差絕緣方法，是通過在基桿塔的下面兩相都增加一片絕緣子的方法，使其三相的絕緣性能不同。當(dāng)導(dǎo)線或是桿塔遭受雷擊時(shí)，雷電流首先擊穿絕緣較弱的上相，然后才流入大地，從而保護(hù)了線路或桿塔。這樣可以讓線路的耐雷能力提升了近24%。

3.3 安裝感應(yīng)避雷線

線路采用的一種防雷措施，做法是在導(dǎo)線下方架設(shè)地線，其作用是對導(dǎo)線的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓，還可增加對雷電流的分流作用。濟(jì)寧供電公司2014年在35 kV漣徐線上選擇性的安裝2 km耦合地線，收到了良好的效果，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，耦合地線在山區(qū)對降低雷擊跳閘率的作用是顯著的。2014～2015年對于桿塔上方不具備掛設(shè)地線的35 kV線路，也有計(jì)劃安裝感應(yīng)避雷線。不足之處：35 kV線路如有電力線路交跨時(shí)，如安裝感應(yīng)避雷線很難保證交叉跨越距離，需開斷。

3.4 輸電線路的防雷保護(hù)

對輸電線路的防雷保護(hù)措施不僅僅包括以上所述的方法，另外還有很多其他方式預(yù)防雷擊。比如適當(dāng)?shù)脑黾虞旊娋€路的絕緣設(shè)備，使得建弧率降低。這種防雷措施的投資比較大，工程的施工量也大，會涉及到調(diào)整輸電線路導(dǎo)線弧垂的問題。還可以在輸電線路上安裝可控放電式的避雷針。通過行雷閃放電的方式對雷云電荷進(jìn)行泄放，避免下行雷強(qiáng)烈的閃放電。安裝可控放電式的避雷針的造價(jià)非常便宜，防雷的效果也很好，但是對于檔距較大的輸電線路的保護(hù)范圍較小。在輸電線路上架設(shè)避雷線也是一個(gè)很好的避雷措施，可以阻礙雷直擊輸電線路的導(dǎo)線。降低輸電線路導(dǎo)線上的過電壓。降低輸電線路桿塔的接地電阻也是一個(gè)很好的防雷措施。所以對輸電線路的防雷措施很多，需要根據(jù)輸電線路的實(shí)際情況采取相關(guān)的防雷措施。

在選擇運(yùn)用哪種輸電線路的防雷措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮輸電線路的系統(tǒng)運(yùn)行模式、線路的重要程度輸電線路經(jīng)過區(qū)域雷電活動的頻率、強(qiáng)弱和地形地貌特征、以及輸電線路經(jīng)過地區(qū)土壤電阻率高低等情況，結(jié)合輸電線路經(jīng)過地區(qū)原有的線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過對技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的比較，因地制宜地對輸電線路采取科學(xué)合理的防雷保護(hù)措施，盡量降低雷電給輸電線路帶來的損害，保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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