李靜峰 牛剛剛 李亞亮 司云 宋莉玲 靳镕光

【摘 ?要】輸電線路的垂直高度落差較大，冷暖空氣更易交匯，空氣對(duì)流現(xiàn)象頻繁，這些是導(dǎo)致輸電線路經(jīng)常發(fā)生雷擊的主要原因。在防雷保護(hù)過程中，可采取加強(qiáng)架空線路的絕緣水平，改善接地裝置，安裝側(cè)向避雷針，減小線路保護(hù)角，安裝氧化鋅避雷器等措施來提高輸電線路的防雷水平，最大程度減少輸電線路因雷擊而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

【關(guān)鍵詞】輸電線路;防雷技術(shù)設(shè)計(jì);運(yùn)維措施

中圖分類號(hào)：TM863文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

輸電線路由于覆蓋范圍大，需要跨越多種不同的區(qū)域。在雷擊多發(fā)區(qū)域，輸電線路易受到雷擊影響發(fā)生跳閘事故，輸電的可靠性與連續(xù)性因此會(huì)受到影響。因此有必要結(jié)合輸電線路雷擊跳閘事故的特點(diǎn)采取相應(yīng)的防雷措施，保護(hù)輸電線路以免發(fā)生損壞，將因雷擊產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失控制在最低水平。

1輸電線路系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)

在電力系統(tǒng)發(fā)生的輸電線路故障中，大部分故障都來源于雷擊跳閘，尤其是在雷電的多發(fā)地段，基本上所有的事故都是由雷擊引起的。例如在山區(qū)，輸電線路隨著山勢(shì)的起伏較大，輸電線路所涉及的路線垂直高度落差較大，冷暖空氣更易交匯，空氣對(duì)流現(xiàn)象頻繁，雷電活躍多發(fā)，所以，在線路的初步設(shè)計(jì)中，就要考慮到防雷設(shè)計(jì)，明確其重要性。

2輸電線路發(fā)生雷擊跳閘的原因

輸電線路發(fā)生雷擊跳閘事故與多種原因有關(guān)，要實(shí)現(xiàn)輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就要全面分析發(fā)生雷擊跳閘的作用原理，掌握規(guī)律，這樣才能保證輸電線路的穩(wěn)定。相關(guān)研究表明，雷擊跳閘主要與絕緣子產(chǎn)生的放電電壓有關(guān)，與發(fā)生雷擊后電流強(qiáng)弱有關(guān)，還和桿塔本身的接地阻值有關(guān)。因此對(duì)于輸電線路的檢修維護(hù)，要全面分析輸電線路引發(fā)雷擊跳閘的根本原因，針對(duì)事故的原因制定防雷措施。雷擊發(fā)生的區(qū)域地形較為復(fù)雜，比如處于風(fēng)口或山谷等危險(xiǎn)地帶，這些區(qū)域易受到了不良天氣的影響，由于區(qū)域環(huán)境的特殊性，雷擊的發(fā)生幾率較大。輸電線路中的桿塔需要保證可靠的絕緣能力，如果絕緣數(shù)值降低易受到雷擊的影響。當(dāng)前由于技術(shù)的進(jìn)步，桿塔的絕緣效果有了很大幅度的提升，但是由于桿塔存在附屬設(shè)施如：桿塔標(biāo)志牌、防雷設(shè)施、防鳥設(shè)施等，如果這些設(shè)施的絕緣能力不足，桿塔易受到雷擊的作用，特別是絕緣能力薄弱部位受到雷擊后易發(fā)生跳閘。雷擊還會(huì)易發(fā)生在地面標(biāo)高快速變化的區(qū)域或土壤本身阻值率較高的地帶。輸電線路如果位于地下，會(huì)受到腐蝕作用，線纜的絕緣性能會(huì)變差。如果有雷擊發(fā)生，產(chǎn)生的過電流不能快速分散流出，接地電阻會(huì)引發(fā)跳閘事故。另外，如果接地電阻的質(zhì)量難以保證也會(huì)引發(fā)絕緣閃絡(luò)，電阻負(fù)荷承載能力和雷擊發(fā)生的頻率有關(guān)。避雷線位置也易發(fā)生雷擊，特別是存在保護(hù)角設(shè)計(jì)的大桿塔。由于避雷線本身的保護(hù)能力是在一定范圍內(nèi)的，如果超出了保護(hù)范圍，也會(huì)引發(fā)跳閘事故。保護(hù)角的應(yīng)用有利于防止輸電線受到雷電的作用，保護(hù)角的設(shè)備范圍與保護(hù)效果存在反比關(guān)系。在輸電線路的運(yùn)行中，由于多種原因的影響，防雷方面的保護(hù)作用會(huì)發(fā)生弱化，難以實(shí)現(xiàn)發(fā)生雷擊后對(duì)絕緣子串的保護(hù)，因此輸電線路在雷擊作用下會(huì)有繞擊發(fā)生，引發(fā)跳閘現(xiàn)象。

3防雷技術(shù)措施

3.1架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路最基本、最有效的防雷措施。架設(shè)避雷線主要是避免雷電直接擊打在導(dǎo)線上，降低雷擊事故發(fā)生率，同時(shí)還具有減少雷電反擊閃絡(luò)發(fā)生的作用，具體原理為：（1）分流減小流經(jīng)桿塔的雷電流，降低塔頂電位;（2）使導(dǎo)線產(chǎn)生藕合電壓，減小線路絕緣子串兩側(cè)的電位差。不同電壓等級(jí)的輸電線路，對(duì)避雷線配置的要求有所不同。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，110kV輸電線路宜沿全線架設(shè)地線，220kV～330kV輸電線路應(yīng)沿全線架設(shè)地線，500kV～750kV輸電線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙地線。同時(shí)，為了提高避雷線的屏蔽效果，減少雷電繞過避雷線擊中導(dǎo)線的發(fā)生率，桿塔上避雷線對(duì)導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范7.0.14條的規(guī)定。

3.2加強(qiáng)線路絕緣

加強(qiáng)線路絕緣可以通過增加絕緣子串的片數(shù)來實(shí)現(xiàn)。線路絕緣水平的提高意味著引起反擊閃絡(luò)的塔頂允許電位值提高，所以線路絕緣水平的提高可以減少雷電反擊閃絡(luò)發(fā)生的概率。但是絕緣子片數(shù)增加受塔頭電氣間隙的限制，過多地增加絕緣子片數(shù)會(huì)導(dǎo)致直線桿塔水平檔距減小，造成耐張桿塔外角側(cè)跳線對(duì)塔身的安全距離不足。加大塔頭設(shè)計(jì)尺寸可解決這些問題，但會(huì)增加建設(shè)成本，為此需慎重考慮。

3.3降低桿塔接地電阻

桿塔接地電阻直接影響塔頂電位，通過降低桿塔接地電阻可以提高輸電線路的耐雷水平，減少雷電反擊閃絡(luò)的概率。另外，降低桿塔接地電阻還可以提高線路避雷器的泄流速度，有效發(fā)揮線路避雷器的防雷作用?？梢哉f，“防雷在于接地”，降低桿塔接地電阻是輸電線路防雷的重要措施，是防雷工作的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的桿塔接地方案大多是采用水平敷設(shè)熱鍍鋅圓鋼或結(jié)合垂直接地角鋼的方式，對(duì)于土壤電阻率高的桿塔位通過換土、使用化學(xué)降阻劑降低接地電阻值。但化學(xué)降阻劑容易腐蝕接地網(wǎng)、污染環(huán)境、降阻穩(wěn)定性差，已被很多供電部門明文禁止使用。近年開發(fā)的非金屬接地模塊和石墨基柔性接地體等新型接地材料具有抗腐蝕、免維護(hù)、施工簡(jiǎn)單快捷、降阻穩(wěn)定性好、效果顯著等特點(diǎn)，已逐步獲得推廣運(yùn)用。

3.4加裝避雷器

針對(duì)輸電線路的保護(hù)還可以采用加裝避雷器的方式，發(fā)生雷擊后，雷電流會(huì)借助避雷器發(fā)生分流，雷電流經(jīng)過避雷線可以流入附近的桿塔，電流經(jīng)過塔體后可以從地下流走。如果雷電流數(shù)值超過了額定負(fù)荷，避雷器實(shí)現(xiàn)了分流現(xiàn)象，雷電流流入到避雷線后，經(jīng)過導(dǎo)線后，在導(dǎo)線間會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)作用，導(dǎo)線與避雷線會(huì)存在耦合分量的影響。分流的耦合作用會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線電位提升，電位差會(huì)低于閃絡(luò)電壓，從而避免了閃絡(luò)現(xiàn)象的影響。

4輸電線路的檢查要點(diǎn)和維護(hù)措施

在對(duì)輸電線路進(jìn)行檢修和維護(hù)時(shí)，必須由專業(yè)的檢修人員來操作，熟練掌握離線和在線的檢修方式。在對(duì)架空輸電線路進(jìn)行檢修時(shí)，重點(diǎn)是檢修時(shí)的安全問題，因?yàn)殡娋€桿、塔等所處的工作環(huán)境容易受各種外界因素的干擾。在外界電路材料的檢修和保養(yǎng)維護(hù)時(shí)，要確保線路的穩(wěn)定工作和檢修人員的人身安全。防雷檢測(cè)是保證輸電線路穩(wěn)定工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)的有效手段，目前，我國(guó)的防雷技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，但是，仍需要在日常生活中對(duì)輸電線路進(jìn)行保養(yǎng)和檢修，以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在輸電線路的建設(shè)過程中，工作人員要嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，做到每個(gè)環(huán)節(jié)都有專人檢查，提高輸電線路的整體工作效率，減少由輸電線路故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

結(jié)束語

在我國(guó)保證電力正常工作的重要設(shè)施就是輸電線路的正常運(yùn)作，輸電線路在人民正常的生活中發(fā)揮著重要的作用。輸電線路途徑雷雨多發(fā)的區(qū)域，易受到雷電的作用，引發(fā)跳閘事故。因此有必要分析雷擊跳閘產(chǎn)生的原因。針對(duì)原因?qū)旊娋€路要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止發(fā)生雷電后線路引發(fā)跳閘問題。輸電線路的防雷措施要考慮到所在區(qū)域的實(shí)際，防雷措施要有針對(duì)性，要實(shí)現(xiàn)綜合防雷，以控制輸電線路雷擊跳閘事故的發(fā)生。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)晉城供電公司）