焦大旬

國網重慶市電力公司石柱縣供電分公司

高壓架空輸電線路防雷措施研究

焦大旬

國網重慶市電力公司石柱縣供電分公司

高壓架空輸電線路因雷擊發(fā)生事故是常見的，占據總故障的比例也是較高。對于輸電線路來說，越高的電壓等級受到雷擊的概率就越高，造成的危害也就越大。傳統(tǒng)的變電站接入輸電線路的方式是和主地網直接相連，沒有將直擊雷電流卸載裝置設置上，一旦輸電線路被雷擊中，造成的損失難以估量。當前使用的不少絕緣設備自身恢復速度緩慢，因此輸電線路很容易出現(xiàn)跳閘。找到更加有效的防雷技術和方法成為了電力工作者關注的重點問題，本文對高壓架空輸電線路防雷措施相關方面進行分析和探討。

高壓架空；輸電線路；防雷措施

1 雷電的危害

雷擊對高壓輸電線路的危害主要表現(xiàn)為：影響設備的絕緣，流過的大量電流使得設備迅速升溫，導致其發(fā)生異常甚至爆炸；雷擊使得導體出現(xiàn)靜電感應，造成導體因放電而引起局部升溫，導致其扭曲變形或起火；雷擊使得設備通過大量電流，導致繼電保護設備動作，當雷擊持續(xù)時間超過繼電保護設備重合閘延時則會造成重合閘不成功，影響電網供電的可靠性。

2 高壓架空輸電線路防雷措施

隨著技術的發(fā)展，防雷措施有了長足的進步，主要有降低桿塔接地電阻、減小保護角、架設避雷線、安裝避雷器等，通過實際應用，均有一定的防雷效果。

2.1 降低桿塔接地電阻

一般高度桿塔，可以通過降低桿塔接地電阻的方式降低發(fā)生雷擊的頻率。大多數(shù)的雷電的電流幅值較小，通過降低接地電阻的方法能夠取得較好的效果。廣東省作為山區(qū)較多的省份之一，通過換土、使用降阻劑以及人工改變電阻率的方式來降低電阻。在土層厚度不滿足的地方，沿水平接地體挖接地槽，槽深1m，接地極坑深3m，底部直徑1m。挖掘完成后，先鋪設20cm的黏土夯實后，放置接地體，再使用回填土層層夯實。降阻劑是在接地極附近使用，通過放大接地極的外形尺寸，降低與周圍介質之間的接觸電阻，降阻劑適用于小型接地網和小面積的集中接地。人工改變電阻率主要是通過使用低電阻率的材料制造接地體，減少電阻率。

2.2 減小保護角

保護角的設計應考慮到現(xiàn)場實際情況，在山林地區(qū)，應采用較小的保護角，特別是在經濟條件允許的情況下，對繞擊率較高的區(qū)段或桿塔，采取恰當措施減小地線保護角。特別是在強雷區(qū)和多雷區(qū)，地面坡度較大時，降低保護角有難度，可以考慮使用線路避雷器。

2.3 架設避雷線

目前，高壓輸電線路防雷普遍采用架設架空設防雷接地線(即避雷線)。架空防雷接地線在應對雷擊上主要表現(xiàn)為以下幾方面：第一是分流作用，在架空輸電線路被雷擊時會降低桿塔上流經的電流，從而降低桿塔電壓，達到保護桿塔和輸電線路的目的。第二是通過耦合作用降低絕緣子的電壓，從而保護絕緣子，防止閃絡現(xiàn)象的出現(xiàn)。第三是屏蔽作用，因為架空防雷接地線的電位相對輸電線路更低。目前在架空防雷接地線的架設上，我國采用的標準是220kV及以上電壓等級的架空輸電線路應全線架設架空防雷接地線，500kV及以上電壓等級的超高壓輸電線路則應架設雙架空防雷接地線。

2.4 安裝避雷器

隨著技術的發(fā)展，避雷器已經能較好的完成避雷效果，特別是大量先進避雷器的推廣應用，更是有效保障了輸電線路的安全運行，常見的有放電管類避雷器、壓敏電阻類避雷器、間隙類避雷器等等。其中：開放式放電管避雷器的優(yōu)點是體積小、漏電流小、通流能力強、無電弧噴瀉，而它的缺點是反映時間慢、殘壓較高、產品一致性差、有續(xù)流；密閉式氣體放電管的優(yōu)點是體積小、通流量大、無電弧，而它的缺點是產品一致性差、有續(xù)流并且殘壓較高；電阻類的優(yōu)點是反應時間較快、通流容量大、殘壓較低并且無跟隨電流，而它的缺點是老化速度快、漏電流較大、熱穩(wěn)定一般；開放式間隙避雷器的優(yōu)點是放電能力強、通流量大、漏電流小、熱穩(wěn)定性好，而它的缺點是殘壓高、存在續(xù)流、反映時間慢；密閉式間隙避雷器的優(yōu)點是放電電流大、無電弧外瀉、漏電流小、無續(xù)流、熱穩(wěn)定性好，而它的缺點是殘壓高、反映時間慢；抑制二極管類防雷器的優(yōu)點是反應時間、殘壓低、體積小、動作精度高、快無續(xù)流，而它的缺點是通流量小。

2.5 架設耦合地線

在導線下面架設耦合地線，可以增加分流和耦合作用，降低絕緣子串上的電壓，提高線路的耐雷水平。由于耦合地線在導線下方且與大地相連接，實際上相當于降低桿塔高度，減小繞擊率。耦合地線與避雷線將導線屏蔽其中，減小了山區(qū)線路由于地形影響而使導線受到側擊的概率。但是，耦合地線的終端桿塔因雷擊分流作用減小和大氣電場分布的畸變，可能會成為相對的薄弱點，更易遭受雷擊。因此，應盡量降低終端桿塔的接地電阻，并增加一片絕緣子。線路架設耦合地線后，可能會對桿塔強度、導線交叉跨越等產生影響，因此一般只適用于丘陵、山區(qū)、跨越檔和降低桿塔接地電阻困難的地區(qū)。

3 防雷工作的未來發(fā)展趨勢

防雷工作是一項長期而艱巨的任務，雖然防雷技術處于發(fā)展中，但仍沒有一個萬試萬靈的產品，需要加大技術研究力度，例如雷云起電機理以及雷電感應的定量研究，從理論上完善防雷技術。由于雷電本身為小概率事件，因此我們在發(fā)展防雷技術的同時，還需要進行長期、大量的調查統(tǒng)計，在促進技術發(fā)展的同時，為防雷工作的發(fā)展提供詳實的理論依據。

結語

雷電大自然中的一種復雜現(xiàn)象，同時隨機性較強，對于其發(fā)生的概率和時間、地點我們是不能掌握的。因此在高壓架空輸電線路的防雷過程中，一定要從實際情況出發(fā)，分析當?shù)氐牡乩砬闆r、氣象情況和線路的運行情況等，對線路的耐雷水平進行正確的核算，采用科學、合理的方法，將抗雷擊能力提高，以此來最大程度地降低雷擊所造成的損失。

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焦大旬，男，1972年2月出生，重慶石柱縣人(籍貫)