朱榮冬

國網(wǎng)福建武平縣供電有限公司

對于電力輸電線路防雷問題的探究

朱榮冬

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輸電線路設(shè)立于戶外，易受外界環(huán)境條件影響，降低供電的穩(wěn)定性。其中雷擊是輸電線路最常遭遇的環(huán)境危害，引發(fā)供電故障。因此研究電力輸電線路防雷的問題十分必要。本文主要從電力輸電線路遭遇雷擊的危害及發(fā)生原因出發(fā)，提出了輸電線路防雷的措施。

輸電線路；防雷措施；管理辦法

前言

輸電線路可以分為架空輸電線路與電纜線路，用于電能生成后的升壓和輸出控制。是供電系統(tǒng)重要的組成部分。輸電線路曝露在野外，因此常遭遇雷擊等自然災(zāi)害。需要通過必要的措施加強防范和管理。

一、雷擊對電力輸電線路的影響和發(fā)生原因

輸電線路按照結(jié)構(gòu)形式可以分為架空輸電線路和電纜線路。發(fā)電廠利用變壓器將產(chǎn)生的電能進行升壓，并借助斷路器等變電控制設(shè)備來進行輸電線路對接，完成電能的輸送工作。輸電線路架設(shè)于戶外，常受雷擊等自然天氣的影響。尤其是雷雨高發(fā)的夏季，線路因為雷擊而產(chǎn)生的跳閘、斷電的情況十分集中。常發(fā)生的雷擊現(xiàn)象有三種情況，一是雷電直接擊中輸電線路導線，造成線路瞬時電壓過高，從而導致單相接地、跳閘甚至斷線；二是雷電擊中桿塔，使線路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，造成導線電荷負載加大；三是雷電擊中避雷線，產(chǎn)生反彈，擊中線路。雷電擊中輸電線路，可能會導致雷電波入侵主線路，危害到防雷設(shè)備以及變電站電氣設(shè)備等，影響供電安全。目前對于超高壓、特高壓等輸電線路發(fā)生雷擊的具體原因尚不明確。而對于110kV及以下輸電線路來講，引起雷擊的原因可以歸結(jié)為：第一，防雷措施不完善，不能夠根據(jù)線路類型架設(shè)避雷線或安裝避雷器；二是線路的絕緣措施不足，導致線路遭遇雷擊后，絕緣子被擊穿，增加過感應(yīng)電壓；三是輸電線路的檢測措施不完善，不能夠及時發(fā)現(xiàn)輸電線路存在的防雷疏失。因此，應(yīng)針雷擊的現(xiàn)象和產(chǎn)生原因采取恰當?shù)姆览状胧┖头览坠芾怼?/p>

二、電力輸電線路防雷措施

1、電力輸電線路的防雷措施的基本原則

電力輸電線路的防雷措施的最終目的就是為了降低雷擊對供電的影響，增加線路的安全穩(wěn)定性。因此在安排防雷措施需要滿足幾個小目標：首先要求防雷措施可以避免線路遭受雷電的直接擊中；其次是當線路遭遇雷電后絕緣不閃絡(luò)，降低跳閘或者單相接地的可能性；再次，發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象后不會建立穩(wěn)定的工頻電弧，危害輸電線路和變電設(shè)備的安全；最后，就是降低停電發(fā)生的可能性，保障電力的供應(yīng)。這幾個原則具有遞進的關(guān)聯(lián)，即使得輸電線路防雷具備多重保障。

2、電力輸電線路的主要防雷措施

電力輸電線路除了通過合理設(shè)計桿塔的位置高度，增強架空線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計等辦法進行防雷控制外，還可以通過設(shè)置相應(yīng)的防雷設(shè)施和設(shè)備，來增強線路的防雷效果。目前來講主要的措施有架設(shè)避雷線、安裝避雷器以及提升線路自身耐雷性等。

(1)架設(shè)避雷線。架設(shè)避雷線可以有效防止雷對線路造成直擊，對雷電進行有效的分流，防止雷擊電流過多流入，降低桿塔電壓，保護電線的絕緣層。對于避雷線的架設(shè)要選擇合理的地理位置，需要架設(shè)在比較寬敞的場所，否則不但不能起到防雷效果還會出現(xiàn)防雷反效果。沖擊系數(shù)的設(shè)置是避雷線發(fā)揮防雷作用的關(guān)鍵。其工作原理是設(shè)置值為α的沖擊系數(shù)，代表避雷線與被保護導線兩者的關(guān)系，其中被保護導線己做絕緣處理，那么當雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓遠小于避雷線，避雷線就可以有效的分擔感應(yīng)電壓，保護絕緣導線[1]。另外，為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，減小繞擊率，應(yīng)保證避雷線與邊導線的保護角控制在25°±5°。

(2)安裝避雷器。避雷器的主要作用是保護線路的絕緣體，作為一種非線性電阻安裝在線路中，防止絕緣體閃絡(luò)。根據(jù)線路的電壓等級的不同，在考量避雷器的耐雷性上也有所區(qū)別，目前國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)了配合各輸電等級的避雷器，安裝前要進行相應(yīng)的耐雷測試，確保其足以應(yīng)對首次雷擊及后續(xù)雷擊對輸電線路帶來的感應(yīng)電壓的增加。目前輸電線路的避雷器是氧化鋅避雷器，這種避雷器的放電效果較好，可以有效地截斷工頻續(xù)流，對輸電線路的感應(yīng)電壓起到限制作用。但避雷器的整體成本較高，且防雷的范圍比較小，需要通過合理的位置控制和組數(shù)搭配類提升防雷的效果。

(3)提升線路的耐雷性。輸電線路耐雷性的提升主要是通過兩種辦法來進行的。一方面是提升線路的絕緣性能，另一方面是降低接地電阻。對于輸電線路而言，桿塔的架設(shè)比較高，跨越度往往比較大，部分地區(qū)還需要采用跨河桿塔的方式來進行架設(shè)。進一步增加輸電線路遭遇雷擊的可能性。那么此時，可以通過增加桿塔絕緣子串片的數(shù)量來延長跨越檔導線和地線之間的間隔；中低壓的輸電線路還可以使用瓷橫擔高耐壓絕緣子來提升線路的絕緣性。而降低線路接地電阻相比提升絕緣性而言，其耐雷性提升效果更佳?？梢酝ㄟ^地網(wǎng)增補或者釋放降阻劑來進行。根據(jù)當前的線路接地情況來看，接地電阻的變化性比較大，工作人員經(jīng)常依據(jù)經(jīng)驗和阻率來進行推斷，因此需要通過后期的補充措施來降低線路的接地電阻。

三、提升電力輸電線路防雷的管理辦法

除了在線路中增加必要的防雷措來提升輸電線路的防雷效果外，還應(yīng)通過日常的管理行為來對防雷效果進行規(guī)范和監(jiān)督。筆者認為需要從兩個方面進行優(yōu)化：一是增強輸電線路的日常巡檢強度。建立定期的巡檢計劃和制度，并落實日常巡檢責任制。提升線路巡檢人員的責任及時和技能水平。降低人為偷盜或者自然外力對線路防雷措施的損害。對線路的巡檢情況做好記錄，并開展巡檢總結(jié)和討論工作。提升工作效率；二是引入避雷設(shè)備和措施的檢修制度，結(jié)合設(shè)備定檢和狀態(tài)檢修來對避雷設(shè)備的性能進行檢驗。例如避雷器應(yīng)按照每2-3年為一檢修周期進行停電檢查，并在5年后進行直流電及參考電壓下的泄露電流測驗，保障線路避雷器的性能滿足防雷需求。對于性能不符合要求的避雷器要及時進行更換處置。

結(jié)束語

綜上所述，電力輸電線路受雷擊影響，發(fā)生供電故障，影響供電的穩(wěn)定性。在進行線路架設(shè)時，可通過設(shè)置避雷線、避雷器，增強線路絕緣和降低接地電阻等防雷措施來提升線路的防雷性能。同時，為了防止線路遭遇人為和自然外力的破壞，應(yīng)通過加強巡檢、狀態(tài)檢修的辦法來提升線路防雷的效果。

[1]楊明，楊洋.對輸電線路防雷方法探究[J].工業(yè)，2017(2)：00264-00264.