淺談220 kV輸電線路防雷保護措施

丁智平

（贛東北供電公司，江西 樂平 333300）

1 直擊雷過電壓

雷電過電壓是由大氣中的雷云對地面放電而引起的，分直擊雷過電壓和感應雷過電壓兩種。雷擊主要是通過建立一個放電泄流通道，從而使大地感應電荷中和雷云中的異種電荷，因此雷擊和接地裝置的完好性有直接的關系。雷電過電壓的持續(xù)時間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，故常稱為雷電沖擊波。直擊雷過電壓是雷閃直接擊中電工設備導電部分時所出現(xiàn)的過電壓。按雷擊線路部位的不同，直擊雷過電壓分為：雷擊線路桿塔或避雷線時，雷電流通過雷擊點阻抗使該點對地電位大大升高，當雷擊點與導線間的電位差超過線路絕緣的沖擊放電電壓時，就會對導線發(fā)生閃絡，使導線出現(xiàn)過電壓。因為這時桿塔或避雷線的電位高于導線，故稱為反擊；雷電直接擊中導線（無避雷線時）或繞過避雷線擊中導線（屏蔽失效），直接在導線上引起過電壓，稱為繞擊。輸電線路感應雷過電壓最大可達到400 kV左右，它對35 kV及以下線路絕緣威脅很大，但對于220 kV線路絕緣威脅很小，220 kV輸電線路雷擊故障多由直擊雷引起，并且與接地裝置的完好性有直接的關系。

2 雷擊線路造成的危害

雷擊線路可以使線路發(fā)生短路接地故障。雷電作用時間很短，但導線對地發(fā)生閃絡后，工頻電壓將沿此閃絡通道放電，發(fā)展成工頻電弧接地，導致繼電裝置動作，影響線路正常送電，形成沿輸電線路侵入變電站的雷電波，使電力設備承受很高的過電壓，以致設備絕緣破壞，造成停電事故。

3 220 kV輸電線路防雷保護措施

3.1 架設避雷線

避雷線是高壓和超高壓輸電線路最基本的防雷措施，其主要目的是防止雷直擊導線。此外，避雷線對雷電流有分流作用，可以減小流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣上的電壓；對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。架設避雷線的要求：線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所占比重也愈低，220 kV輸電線路應該全線架設避雷線。

3.2 降低桿塔接地電阻

對于一般高度的桿塔，降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平防止反擊的有效措施。在土壤電阻率低的地區(qū)，應充分利用桿塔的自然接地電阻；在高土壤率地區(qū)降低接地電阻比較困難時，可采用多根放射形接地體，或連續(xù)伸長接地體，或配合使用降阻劑降低接地電阻。

3.3 架設耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時，可以采用在導線下方架設地線的措施，其作用是增加避雷線與導線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓。此外，耦合地線還可以增加對雷電流的分流作用。運行經驗證明，耦合地線對降低雷擊跳閘率的作用顯著。

3.4 采用不平衡絕緣方式

為了節(jié)省線路走廊用地，在現(xiàn)代超高壓線路中采用同桿架設雙回路的情況日益增多。對此類線路在采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時，還可采用不平衡絕緣的原則，使兩回路的絕緣子串片數(shù)存在差異，這樣雷擊時絕緣子片數(shù)少的回路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回導線的耦合作用，提高了另一回的耐雷水平，使之不發(fā)生閃絡，以保證另一回繼續(xù)供電。一般認為兩回路絕緣水平的差異宜為31/2倍相電壓（峰值），差異過大將使線路總故障率增加。差異究竟多少為宜，應通過各方面技術經濟比較來決定。

3.5 裝設自動重合閘

由于線路絕緣具有自恢復功能，大多數(shù)雷擊造成的沖擊閃絡和工頻電弧在線路跳閘后能迅速去游離，線路絕緣不會發(fā)生永久性的損壞或劣化，因此裝設自動重合閘的效果很好。在中性點直接接地的電網中，經驗表明，絕大多數(shù)雷擊事故是單相閃絡，所以可采用單相重合閘以減輕斷路器的檢修工作量及減輕對用戶供電的影響。

3.6 采用消弧線圈接地方式

對于雷電活動強烈、接地電阻又難以降低的地區(qū)，可考慮采用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式，絕大多數(shù)的單相著雷閃絡接地故障將會被消弧線圈所消除。而在二相或三相著雷時，雷擊引起第一相導線閃絡并不會造成跳閘，閃絡后的導線相當于地線，增加了耦合作用，使未閃絡相絕緣子串上的電壓下降，從而提高了耐雷水平。

3.7 裝設管型避雷器

僅用作線路上雷過電壓特別大或絕緣弱點的防雷保護。它能免除線路絕緣的沖擊閃絡，并使建弧率降為零。在現(xiàn)代輸電線路上，管型避雷器僅安裝在高壓線路之間及高壓線路與通信線路之間的交叉跨檔、過江大跨越高桿塔、帶避雷線的終端桿塔、換位桿塔，及變電站的進線保護段等處。

3.8 加強絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越高桿塔，這就增加了桿塔著雷的機會。對于高桿塔，可以采取增加絕緣子串片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等來提高其防雷性能。高桿塔的等值電感大，感應過電壓大，繞擊率也隨高度而增加。因此規(guī)程規(guī)定，全高超過40 m有避雷線的桿塔，每增高10 m應增加一片絕緣子，全高越過100 m的桿塔，絕緣子數(shù)應結合運行經驗通過計算確定。

4 結束語

雷電是大自然的一種現(xiàn)象，到目前為止還沒有任何一種防雷措施能夠起到絕對的防雷作用。對輸電線路實施防雷保護的目的就是盡可能地降低雷害概率，減少線路雷擊跳閘次數(shù)，保證輸電線路正常運行。所以就要求我們在實踐中探索，不斷積累運行經驗，完善輸電線路的防雷措施。

1 龍偉文.對輸電線路防雷的幾點看法[J].廣東輸電與變電技術，2003（02）：17～20

2 孫要紅.淺談輸電線路的防雷保護措施[J].科技資訊，2010（17）：147