徐振宇

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 江西南昌 330000）

500kV輸電線路差異化防雷技術(shù)

徐振宇

（國(guó)網(wǎng)江西省電力公司檢修分公司 江西南昌 330000）

雷擊是一種破壞力極強(qiáng)的不可抗力因素，這一自然災(zāi)害已經(jīng)成為了業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為的對(duì)輸電線路造成最大損失的因素。盡管我國(guó)電力部門已經(jīng)運(yùn)用了許多的防雷方式和防雷方針，但是雷擊對(duì)于輸電線路的破壞導(dǎo)致跳閘的問題仍然沒有得到解決。針對(duì)我國(guó)500kV線路近年來的雷擊事故分析，期望得到有效的差異化防雷的理論，以降低我國(guó)輸電線路的雷擊事故。

500kV輸電線路；差異化防雷；防雷技術(shù)

輸電線路是電力運(yùn)輸?shù)幕就緩?，是電力系統(tǒng)之中不可或缺的一部分，為了保障輸電線路穩(wěn)定、安全的為用戶輸送電力，電力企業(yè)有不可推卸的責(zé)任去維護(hù)輸電線路的正常運(yùn)行。而雷擊對(duì)輸電線路的破壞是不可避免、不可控的，作為一種威脅到輸電線路穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，本文著重探討差異化防雷理論，為電力部門提出可行的方案解決雷電對(duì)輸電線路的威脅。

1 500kV輸電線路中雷電的危害

1.1 感應(yīng)雷過電壓

在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，有雷電擊中輸電線路或者周圍的地面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)的情況，一旦這種情況發(fā)生，導(dǎo)線上就會(huì)出現(xiàn)電壓，并且在導(dǎo)線中電流量也會(huì)飛速提升，這樣就形成了對(duì)周圍人類帶來隱患的高壓線路。由于線路本身的情況，導(dǎo)線的左右兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)過電壓波，在之后非常短的時(shí)間之內(nèi)，輸電線路就變身成為了高壓線路。面對(duì)這種情況時(shí)，最佳的解決方案是在安裝時(shí)把輸電線路電纜埋在地表之中，而將輸電線路架設(shè)在空中方法是無法做到預(yù)防感應(yīng)的，除此以外，還要布置好周圍的防雷設(shè)施，設(shè)置弱點(diǎn)保護(hù)裝置。

1.2 直擊雷過電壓

這里所講的直擊雷過電壓其實(shí)就是雷電直接命中了輸電線路的情況，在這種情況下，導(dǎo)線中會(huì)出現(xiàn)數(shù)量龐大的雷電經(jīng)過阻抗傳導(dǎo)到地面上，與此同時(shí)阻抗上會(huì)出現(xiàn)電壓下降的情況，而被雷電直接擊中的部位的電位上升。在直擊雷電過壓的情況之中，會(huì)有許多的電磁效應(yīng)產(chǎn)生，比如熱效應(yīng)和電效應(yīng)等等，會(huì)嚴(yán)重的破壞輸電線路的穩(wěn)定性，更有甚者會(huì)波及到人類，造成傷亡。正因?yàn)槿绱?，在安裝輸電線路的具體工作過程中，在輸電線路周圍安裝避雷針是十分有必要的，能夠有效的避免雷電直接擊中輸電線路，通過避雷針對(duì)雷電引導(dǎo)的方式保護(hù)了輸電線路，以達(dá)到屏蔽雷電的效果。

1.3 雷電繞擊

在輸電線路的周圍安裝避雷針雖然能夠?qū)旊娋€路的穩(wěn)定性提供有效的保障，維護(hù)500kV輸電線路的安全和運(yùn)行，但是仍然會(huì)出現(xiàn)其他的危險(xiǎn)情況，比如雷電繞擊的情況就會(huì)不時(shí)出現(xiàn)。這里所講到的雷電繞擊其實(shí)本身是雷電繞開了避雷針而直接擊中了輸電線路上的導(dǎo)線，在一般情況中，雷電繞擊往往出現(xiàn)于輸電線路周圍空曠或者地形復(fù)雜的地帶。在出現(xiàn)了雷電繞擊的情況之后，雷電的電流會(huì)在導(dǎo)線左右兩側(cè)快速傳遞，形成了變相瓷瓶串閃絡(luò)，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)雷電電流繞過避雷針擊中輸電線路的一側(cè)而產(chǎn)生瓷瓶串閃絡(luò)。

1.4 雷電反擊

在500kV輸電線路中導(dǎo)線遭受電擊導(dǎo)致跳閘的情況就是雷電反擊。雷電反擊這一情況出現(xiàn)的原因是輸電線路遭到雷擊之后，強(qiáng)烈的電流擊中大地，導(dǎo)致了地面電壓瞬間攀升，與此同時(shí)輸電線路出現(xiàn)了更強(qiáng)大的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致輸電線路遭到損壞。雷電反擊這一情況出現(xiàn)的時(shí)候，破壞力巨大，瞬間可以釋放巨大的電壓，電流數(shù)值可以達(dá)到幾十萬安。從之前的一些情況分析來講，在500kV的輸電線路發(fā)生雷電反擊時(shí)一般有這兩種情況：雷電擊中了避雷針、雷電擊中了周圍設(shè)施，由于這些原地導(dǎo)致輸電線路發(fā)生的跳閘。

2 輸電線路運(yùn)行中的防雷技術(shù)

2.1 正確的規(guī)劃輸電線路

雷電活動(dòng)的范圍也是有跡可循的，在500kV輸電線路的選擇中應(yīng)當(dāng)盡可能的避免經(jīng)過雷擊活動(dòng)頻繁的區(qū)域，這樣就從根本上減少了雷擊造成的危害，現(xiàn)實(shí)生活中常見的雷擊區(qū)有以下幾處：

（1）地層中含有較多的可導(dǎo)電礦物質(zhì)和地下河水位較高的區(qū)域。

（2）山脈于平原交界地帶等地質(zhì)活動(dòng)區(qū)域。

（3）地表的土質(zhì)電阻率會(huì)產(chǎn)生巨大改變，容易形成低電阻率的區(qū)域。

（4）山脈中峽谷地帶以及雷暴走廊。

（5）植物生長(zhǎng)狀況良好的向陽區(qū)域。

（6）周圍存在大量樹木、河流等盆地區(qū)域。

2.2 安裝避雷線

在許許多多的避雷設(shè)備當(dāng)中，避雷線是目前使用最為廣泛的一種，避雷線的作用在于實(shí)現(xiàn)輸電線路的分流、屏蔽、耦合，也可以有效的避免輸電線路被雷電直接擊中，并且避雷線在實(shí)際運(yùn)用過程中防雷效果優(yōu)異。避雷線擁有分流的能力，能夠有效的降低通過輸電線塔的電流，降低地面和輸電線塔的電位差，對(duì)于降低雷電的危害有巨大的作用。避雷線還具備耦合的能力，他可以把輸電線路設(shè)備中的導(dǎo)線耦合到一起，可以有效的降低線路之中絕緣子電壓。此外避雷針還具有屏蔽的作用，他能夠屏蔽導(dǎo)線從而降低輸電線路中的感應(yīng)電壓。

2.3 安裝耦合地線

在一般情況之下，接地電阻在不能有效降低電流時(shí)才選擇使用架設(shè)耦合地線的方式，耦合地線的原理是在輸電線路的周圍安裝一條六合耦合地線，使耦合地線有效的分流電流，降低反擊電壓中的分量和絕緣子串之中兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，耦合地線的安裝可以減少雷擊輸電線路中出現(xiàn)的跳閘現(xiàn)象。

2.4 降低輸電線塔的接地電阻

在我們采取防雷保護(hù)措施時(shí)，首先需要思考的是500kV的輸電線路抵抗雷擊跳閘的水平和耐雷擊的質(zhì)量，防雷保護(hù)的措施通常使用的方式是降低輸電線塔和地面之間的接地電阻。當(dāng)前降低輸電線塔之中接地電阻的措施有以下幾種：

（1）在范圍較小但是架設(shè)接地網(wǎng)較為密集的區(qū)域使用在接地電阻中加入降阻劑的方式，通過這種手段來降低接地電阻，這也是應(yīng)用范圍最大的措施。

（2）采用爆破接地的方式，運(yùn)用爆破技術(shù)把地面炸裂，之后使用壓力機(jī)把電阻率相對(duì)較低的材料打入地表之中，從而達(dá)到降低地表導(dǎo)電性的目的。

（3）增大水平方向接地電阻的面積，水平的接地電阻于電感效應(yīng)有相關(guān)性，當(dāng)水平接地電阻長(zhǎng)度達(dá)到55m時(shí)，電阻率會(huì)在500Ω/m，當(dāng)水平接地電阻長(zhǎng)度達(dá)到80m的時(shí)候，電阻率就上升到了2000Ω/m，正因?yàn)槿绱?，水平接地電阻的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)于電阻的沖擊數(shù)值就會(huì)下降到穩(wěn)定的一個(gè)可控制的數(shù)值。

2.5 使用自動(dòng)重合閘的設(shè)備

在電網(wǎng)的供電設(shè)施系統(tǒng)內(nèi)，自動(dòng)跳閘也是一種保護(hù)供電設(shè)備的有效方式，當(dāng)供電設(shè)施自動(dòng)跳閘的時(shí)候，故障一般就會(huì)消失，如果在500kV的輸電線路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中遭受到了雷擊，就會(huì)采取自動(dòng)跳閘的方式保護(hù)供電設(shè)備和輸電線路，同時(shí)解決在輸電線路中網(wǎng)絡(luò)放電的故障，有效的解決發(fā)生長(zhǎng)期的故障。安裝高質(zhì)量合理的自動(dòng)重合閘設(shè)備，并且將供電設(shè)備的電子繼電保護(hù)器結(jié)合到一起，可以達(dá)到提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的，同時(shí)也可以提高供電系統(tǒng)的可靠性，還可以實(shí)現(xiàn)輸電線路之中遭遇雷擊跳閘時(shí)的自動(dòng)恢復(fù)能力。

2.6 及時(shí)改進(jìn)防雷技術(shù)

通過500kV輸電線路的不斷實(shí)踐的過程，必須不斷的總結(jié)防雷技術(shù)，提出新的防雷措施，改善現(xiàn)有的防雷措施，明確在改善過程中各個(gè)輸電線路改進(jìn)的順序，并且采用規(guī)范、有序的方法實(shí)施各種先進(jìn)的防雷技術(shù)，以達(dá)到降低建造成本，提高輸電線路穩(wěn)定性的目的。

3 總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，輸電線路的防雷措施也一定會(huì)有所改進(jìn)，防雷手段的質(zhì)量會(huì)更高，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、材料水平、生產(chǎn)工藝也會(huì)越來越好，在500kV輸電線路中的絕緣設(shè)施已經(jīng)有了巨大的提升。但是近些年以來，通過對(duì)500kV輸電線路運(yùn)行的現(xiàn)狀進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雷擊跳閘的現(xiàn)象并沒有得到顯著的改善，雖然線路絕緣的水平已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，線路接地網(wǎng)的電阻也有了明顯的下降，但是在運(yùn)行過程之中仍然有不少的隱患發(fā)生，這一現(xiàn)狀對(duì)之后的防雷技術(shù)提出了更高的要求。

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