馬順超

內(nèi)蒙古超高壓供電局，中國·內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080

高壓輸電線路；綜合防雷措施；應(yīng)用

1 引言

雷擊事件的不斷發(fā)生不僅給人們的生活帶來了較大的影響，而且還會干擾高壓輸電線路的正常工作，影響電力的供應(yīng)質(zhì)量以及供應(yīng)效率。因此，必須要加強(qiáng)對高壓輸電線路防雷工作的探究，通過應(yīng)用綜合防雷措施減少雷擊事故造成的跳閘行為，促進(jìn)高壓輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 高壓輸電線路綜合防雷措施的研究

2.1 雷擊放電原理

輸電線路受到環(huán)境地形等相關(guān)因素的干擾造成雷擊跳閘率越來越高，一旦雷擊跳閘將會影響輸電線路正常工作，造成轄區(qū)范圍內(nèi)大量停電現(xiàn)象，引起一系列的安全隱患。因此，必須要加強(qiáng)對輸電線路雷擊事故的分析，明確雷擊事故產(chǎn)生的主要原因以及發(fā)生的具體原理，從而能夠采取針對性的措施進(jìn)行解決[1]。雷擊放電的主要因素是由帶電荷的雷云所造成的，強(qiáng)大的潮熱氣流上升到稀薄的大氣層冷凝便會形成雷云，當(dāng)水滴穿過云層時會出現(xiàn)撞擊分裂的行為，分裂出的水沫帶有負(fù)電，質(zhì)量比較輕，上升到云層上端形成帶負(fù)電的雷云，帶有正電的雨滴會下降并形成降雨，這時會在地面上感應(yīng)出大量帶有正電荷的雷云并產(chǎn)生強(qiáng)大的電場。如果具有強(qiáng)大電場的雷云范圍繼續(xù)擴(kuò)大，就會增加大氣的電場強(qiáng)度，產(chǎn)生瞬間火花放電行為，形成雷鳴和電閃情況。

2.2 高壓輸電線路發(fā)生雷擊事故的具體原因

引起高壓輸電線路雷擊事故的原因有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，高壓輸電線路缺乏科學(xué)的絕緣配置是造成高壓輸電線路雷擊事故的主要原因，高壓輸電線路的絕緣裝置能夠在線路運(yùn)行的過程中起到避免電流回流的作用，如果絕緣裝置失效便會造成雷擊跳閘事故。隨著時間的不斷推移，高壓輸電線路中的絕緣配置容易出現(xiàn)老化和損傷行為，影響絕緣系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行效率，這也為雷擊跳閘事故的發(fā)生埋下了安全隱患[2]。其次，高壓輸電線路塔桿存在問題以及接地效果故障，也會造成與地面接觸的電阻阻值加大，而為高壓輸電線路的正常運(yùn)營工作帶來較大的安全隱患，造成雷擊事故的發(fā)生，影響高壓輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。最后，高壓輸電線路避雷線使用問題也會引起雷擊事故，作為高壓輸電線路防雷的重要措施，避雷線的應(yīng)用能夠在雷擊發(fā)生時有效隔絕線路與雷電之間的聯(lián)系，從而可以減少雷擊事故的發(fā)生概率。但從實(shí)際高壓輸電線路避雷線設(shè)計以及應(yīng)用情況來看，設(shè)計人員沒有重視起桿塔保護(hù)角度的設(shè)計，造成高壓輸電線路中的避雷線不能科學(xué)地發(fā)揮避雷效果，避雷作用不佳，引起雷擊事故。

3 高壓輸電線路綜合防雷措施的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用桿塔防雷措施

降低接地電阻的阻值是進(jìn)行桿塔防雷工作的最簡單的措施，接地電阻的阻值降低能夠使得雷電所造成的感應(yīng)電流順利的導(dǎo)入到大地當(dāng)中，避免由于雷電感應(yīng)電流過高而影響桿塔的正常功能的發(fā)揮，同時，接地電阻阻值的有效降低還可以減輕雷擊對桿塔造成的損傷[3]。首先，設(shè)計人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)乩讚衄F(xiàn)象發(fā)生的具體頻率以及相關(guān)環(huán)境特征進(jìn)行合理的桿塔防護(hù)角的設(shè)計工作，并合理的檢驗(yàn)保護(hù)角的參數(shù)是否滿足公式的計算要求，避免保護(hù)角不合理、不科學(xué)設(shè)計的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，中國南方地區(qū)全年的落雷次數(shù)大概在1400 左右，這種環(huán)境下高壓輸電線路桿塔保護(hù)角需要設(shè)置為負(fù)保護(hù)角。中國中部區(qū)域每年落雷次數(shù)在800 次左右，此時可以將保護(hù)角設(shè)置在十度左右。北方地區(qū)前年落雷次數(shù)較少，大概在每年500 次以下，此時可以將桿塔保護(hù)角設(shè)置在15 度左右。由此可見，設(shè)計人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)尤其是雷擊特點(diǎn)進(jìn)行合理的桿塔保護(hù)腳的設(shè)計以及接地電阻值的確定，保證防雷效率及防雷工作的有效性。

3.2 應(yīng)用不平衡的絕緣方式

不平衡的絕緣方式操作相對比較簡便，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，可以有效增強(qiáng)高壓輸電線路的絕緣水平，從而能夠提高高壓輸電線路整體的抗雷擊能力。在高壓輸電線路正常工作的過程中，一般線路出現(xiàn)跳閘的概率要顯著低于塔桿比較高的高壓輸電線路。因此，工作人員可以結(jié)合輸電線路的運(yùn)行特點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)脑黾铀U以及避雷線之間的導(dǎo)線距離以避免雷擊事故造成的跳閘現(xiàn)象。其次，工作人員要適當(dāng)?shù)脑黾蝇F(xiàn)有絕緣子串的數(shù)量，從根本上提高輸電線路的絕緣性能。目前中國在高壓輸電線路防雷措施的應(yīng)用上面提倡應(yīng)用不平衡的解決方式，并將不同回路絕緣效果的差值設(shè)置成對應(yīng)的電壓峰值，一旦遭遇雷擊事故時，絕緣子串相對數(shù)量比較少的回路就會發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。此時雷擊事故發(fā)生之后地線就會成為散落的導(dǎo)線，從而能夠?qū)⑦^電壓和過電流有效的導(dǎo)入到大地系統(tǒng)當(dāng)中，提高高壓輸電線路的抗雷擊能力，保證高壓輸電線路能夠正常穩(wěn)定的工作，提高供電系統(tǒng)的供電水平以及供電效率。

3.3 合理裝設(shè)放電避雷針

避雷針的裝設(shè)是減少高壓輸電線路雷擊事故的重要措施，可以結(jié)合該輸電線路的工作特點(diǎn)裝設(shè)可控制的放電避雷針，增強(qiáng)高壓輸電線路的防雷效果?？煽乇芾揍槍?shí)用性比較強(qiáng)，能夠有效降低高壓輸電線路雷擊頻率[4]?？煽乇芾揍樀弥饕硎且祝虼诵枰鄳?yīng)的接地裝置，建立良好的雷電放泄渠道，一般并不適用于電阻率相對比較大的山區(qū)區(qū)域。其次，在理想的環(huán)境下不考慮其他避雷裝置以及環(huán)境因素的影響，線路檔距越大，線路抗雷擊水平也會越高。輸電線路的抗雷擊特性在線路檔距達(dá)到一定數(shù)值時會達(dá)到最大，此時如果繼續(xù)增大線路檔距并不會改變線路的抗雷擊性能。所以受到雷擊影響之后，輸電線路的雷電波會沿著輸電線路進(jìn)行雙向傳輸，此時，如果改變線路的檔距便會改變輸電線路的雷擊承受水平。因此，工作人員可以結(jié)合線路的設(shè)計要點(diǎn)，理的進(jìn)行線路檔距的設(shè)置，提升整體系統(tǒng)的科技水平。

3.4 架設(shè)耦合地線

高壓輸電線路耦合地線的架設(shè)可以增加導(dǎo)線與避雷線之間的耦合作用，降低絕緣子串的電壓，同時耦合地線，增強(qiáng)對雷電流的分流作用，能夠有效降低雷擊跳閘事故發(fā)生的概率，提升整體輸電線路的抗雷擊性能。在桿塔或地線上安裝防繞擊避雷針以防止進(jìn)入桿塔側(cè)面避雷線屏蔽失效區(qū)的低空雷電先導(dǎo)，補(bǔ)充避雷線屏蔽的不足，線路加裝氧化鋅避雷器可以減小繞擊危害，也可以減小反擊危害，對于減少雷擊跳閘作用明顯。在滿足設(shè)計要求的情況下，降低桿塔高度，桿塔高度越高，被雷擊繞擊的可能性越大。

4 結(jié)語

綜上所述，高壓輸電線路雷擊事故一直以來是影響高壓輸電線路運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的重要因素，因此，必須要加強(qiáng)對高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應(yīng)用，明確高壓輸電線路雷擊事故發(fā)生的主要原因以及具體的解決對策，保證高壓輸電線路能夠持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，提高中國供電系統(tǒng)的供電能力，促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。