涂德敏

摘 要：本文在對我國電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)的主要類型及特點分析基礎(chǔ)上，以我地區(qū)電網(wǎng)220kv架空輸電線路為例，結(jié)合其線路雷擊故障情況與防雷保護(hù)措施，對電網(wǎng)架空輸電線路差異化防雷設(shè)計進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);架空;輸電線路;差異化;防雷;研究

電網(wǎng)線路供電運行中，雷擊作用是導(dǎo)致電網(wǎng)正常運行受到影響的重要因素之一，對電網(wǎng)的安全/穩(wěn)定供電運行存在著極大的不利影響。根據(jù)對我國電網(wǎng)供電運行中各類故障情況及其原因的統(tǒng)計分析顯示，其中，因雷擊作用導(dǎo)致的電網(wǎng)線路運行事故約占電網(wǎng)運行事故總數(shù)的40%至70%之間。由此可見，雷擊事故對電網(wǎng)正常供電運行的危害影響十分突出，并且因此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。針對上述情況，結(jié)合雷電事故的危害影響，研究如何采取有效的措施對雷擊作用進(jìn)行有效防護(hù)，具有十分積極的作用和意義。

1我國輸電線路防雷技術(shù)類型及特點分析

隨著國家電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)以及電力系統(tǒng)工程技術(shù)的不斷提升，當(dāng)前我國針對電網(wǎng)輸電線路所采取的防雷保護(hù)技術(shù)水平也逐漸提高，在有效預(yù)防和降低電網(wǎng)輸電線路雷擊故障及其對電網(wǎng)正常運行的不利影響方面，起到了非常積極的作用和影響。結(jié)合我國電網(wǎng)輸電線路防雷保護(hù)技術(shù)方案設(shè)計與應(yīng)用情況，其現(xiàn)有技術(shù)類型主要包含以下兩種。

其一為常規(guī)防雷保護(hù)技術(shù)，即通過提升輸電線路的絕緣水平或者是進(jìn)行避雷線架設(shè)/合理降低輸電桿塔的接地電阻/縮小保護(hù)角/應(yīng)用輸電線路自動重合閘技術(shù)/進(jìn)行消雷器與塔頂避雷針安裝應(yīng)用等多種方法措施，提高對電網(wǎng)輸電線路的防雷保護(hù)效果。值得注意的是，電網(wǎng)輸電線路的常規(guī)防雷技術(shù)中，進(jìn)行避雷線架設(shè)是最為常用且效果最為顯著的防雷保護(hù)技術(shù)，它在輸電線路防雷保護(hù)中是通過對雷電直擊導(dǎo)線的有效防止，來實現(xiàn)其防雷保護(hù)作用發(fā)揮，同時能夠?qū)€路中的雷電感應(yīng)過電壓進(jìn)行有效降低控制，達(dá)到相應(yīng)的雷電分流效果，對輸電線路供電運行中的雷擊故障及其不利影響防護(hù)效果十分顯著。

其二為非常規(guī)的防雷技術(shù)，它是除上述常規(guī)防雷技術(shù)外的其他相關(guān)技術(shù)措施，近年來在輸電線路防雷保護(hù)中也逐漸應(yīng)用實現(xiàn)。比如，通過在輸電線路中進(jìn)行消雷器與提前發(fā)射接閃器安裝應(yīng)用，在實現(xiàn)雷云電荷中和情況下，利用消雷器對放電雷電流進(jìn)行抵消或控制。此外，上述非常規(guī)防雷技術(shù)在輸電線路防雷保護(hù)應(yīng)用中，通過對避雷針接閃能力提升，能夠利用提前發(fā)射接閃器對避雷針的保護(hù)范圍進(jìn)行有效擴(kuò)大，而通過將上述兩種防護(hù)裝置在輸電線路防雷保護(hù)中設(shè)計應(yīng)用，能夠有效提升輸電線路的防雷保護(hù)水平，但由于對其裝置的防雷保護(hù)理論研究不夠徹底，在實際應(yīng)用中也存在一定的局限性。除上述非常規(guī)防雷技術(shù)外，通過在輸電線路上進(jìn)行水柱引雷裝置以及火箭引雷裝置等安裝應(yīng)用，也能夠?qū)旊娋€路起到較好的防雷保護(hù)作用。

2電網(wǎng)架空輸電線路差異化防雷研究

2.1我地區(qū)電網(wǎng)220kv架空輸電線路的雷擊故障及防雷保護(hù)分析

根據(jù)對我地區(qū)電網(wǎng)輸電線路的雷電故障情況統(tǒng)計顯示，我地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)的220kv電壓線路中，出現(xiàn)過兩次及以上雷擊故障的線路數(shù)量接近20條，并且20條線路輸電運行中，因雷擊故障引起的斷電故障次數(shù)達(dá)到40次左右，在整個電網(wǎng)220kv電壓線路故障情況約占48%。由此可見，雷電故障對電網(wǎng)輸電線路安全/穩(wěn)定運行的危害影響十分突出。此外，對我地區(qū)電網(wǎng)輸電線路的防雷保護(hù)措施進(jìn)行分析顯示，其在電網(wǎng)輸電線路運行保護(hù)中，主要存在以下較為突出的問題。首先，我地區(qū)的電網(wǎng)輸電線路供電運行中雖然采取了相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，但是其雷擊故障發(fā)生次數(shù)并未得到明顯的控制，由此可見，其電網(wǎng)輸電線路防雷保護(hù)措施并不能滿足輸電線路運行的實際需求，需要進(jìn)行改進(jìn)和完善;其次，電網(wǎng)輸電線路供電運行中，雖然針對各區(qū)域進(jìn)行了相應(yīng)的防雷保護(hù)設(shè)備，但是，由于沒有從輸電線路系統(tǒng)運行的整體層面進(jìn)行分析和考慮，導(dǎo)致其防雷效果并不明顯，整個電網(wǎng)的輸電線路雷擊故障數(shù)量未得到控制，根據(jù)這一情況，在電網(wǎng)輸電線路防雷設(shè)計中，應(yīng)對相同區(qū)域的不同線路進(jìn)行差異化防雷設(shè)計，以滿足其防雷需求;同時，針對相同線路的不同桿塔部位，在防雷設(shè)計中也應(yīng)采取差異化處理措施;最后，對部分基礎(chǔ)資料缺失的電網(wǎng)線路，在輸電電路防雷設(shè)計中，由于其防雷設(shè)計的有關(guān)計算無法正常進(jìn)行，因此，在實際設(shè)計中并不能采取有效措施進(jìn)行防雷保護(hù);而對相同桿塔中的多條不同輸電線路所發(fā)生的雷擊跳閘問題，與其線路的接地電阻設(shè)計與實際防雷要求不相符有關(guān)，需要對桿塔的接地電阻進(jìn)行重新計算與設(shè)計分析。

2.2電網(wǎng)架空輸電線路差異化防雷技術(shù)方案

根據(jù)我地區(qū)電網(wǎng)輸電線路的雷擊故障情況及其防雷保護(hù)措施，為有效降低和控制雷擊故障對輸電線路正常運行的不利影響，確保整個電網(wǎng)安全/可靠供電運行，在進(jìn)行電網(wǎng)輸電線路防雷改造設(shè)計中，需要根據(jù)輸電線路的不同防雷等級要求，采用增加安裝線路避雷器以及絕緣裝置/進(jìn)行耦合底線架設(shè)/對桿塔接地電阻進(jìn)行有效降低等多種不同方式靈活設(shè)計和應(yīng)用，以提高整個電網(wǎng)架空輸電線路的防雷保護(hù)水平。

首先，在電網(wǎng)輸電線路差異化防雷設(shè)計中，通過增加安裝線路避雷器來優(yōu)化和提升輸電線路的防雷保護(hù)能力，實際上是指在原有的輸電線路防雷保護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)上，通過另外增加安裝避雷器裝置，使其在雷電作用下，使小部分雷擊電流能夠通過桿塔主體實現(xiàn)接地，而對大部分雷擊電流則利用避雷器向相鄰桿塔傳輸，并且這一過程中，輸電導(dǎo)線之間會產(chǎn)生相應(yīng)的電磁感應(yīng)，而避雷器與導(dǎo)線則會產(chǎn)生相應(yīng)的耦合分量，從而促進(jìn)輸電導(dǎo)線的電位提升。在上述防雷裝置的安裝應(yīng)用下，由于絕緣子閃絡(luò)電壓比導(dǎo)線和桿塔之間的電壓高，會導(dǎo)致輸電線路中避雷器產(chǎn)生較好的鉗電位情況，從而起到較好的防雷保護(hù)效果。需要注意的是，通過增加安裝避雷器，以實現(xiàn)對220kv電網(wǎng)架空輸電線路的差異化防雷保護(hù)中，對避雷器的加裝使用，應(yīng)從以下方面對其安裝使用條件進(jìn)行控制，即，對地閃密度在5至7.98之間的山區(qū)電網(wǎng)線路防雷保護(hù)中，對避雷器的安裝需要滿足檔距高于600m的輸電桿塔或者前后直線塔條件要求;而對地閃密度在2.78至5之間，同時其坡度高于25o的情況，或者是地閃密度在5至7.98之間，同時其坡度在30o以上的輸電線路桿塔，在進(jìn)行避雷器安裝使用中，應(yīng)以外坡的側(cè)邊作為最佳安裝位置等，以避免影響其避雷防護(hù)效果。

其次，對輸電線路的絕緣配置進(jìn)行強化，能夠通過不平衡的高絕緣防雷措施，對輸電線路多回同時跳閘發(fā)生率進(jìn)行有效控制和降低實現(xiàn)，從而達(dá)到輸電線路雷擊故障防護(hù)效果。由于電網(wǎng)220kv電壓線路的同塔多回線路中，絕緣水平較高的輸電線路回路，其絕緣性能與其他回路絕緣水平相比約高出15%左右，因此，在輸電線路防雷設(shè)計中，對符合條件的輸電線路通過加強其線路的絕緣配置，能夠有效提升輸電線路的雷擊電壓承受能力。

除上述防雷措施外，對電網(wǎng)架空輸電線路的差異化防雷設(shè)計中，還可以通過降低輸電線路桿塔的接地電阻以及進(jìn)行耦合地線架設(shè)等方式，促進(jìn)輸電線路線路雷擊防護(hù)與故障控制能力提升，從而達(dá)到較好的輸電線路防雷保護(hù)效果。

3結(jié)束語

總之，對電網(wǎng)架空輸電線路差異化防雷研究，有利于促進(jìn)我國電網(wǎng)架空輸電線路防雷保護(hù)技術(shù)水平提升，從而有效避免和降低電網(wǎng)供電運行的雷擊故障及其不利影響產(chǎn)生，在確保電網(wǎng)安全/可靠供電運行方面，具有十分積極的作用和意義。

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