110KV及35KV送電線路防雷技術(shù)的分析

皮昌林

（興義市電力有限責(zé)任公司，貴州 興義 562400）

1 雷擊性質(zhì)

雷擊通常分為直接雷擊和感應(yīng)雷擊兩種。雷云對(duì)地面物體直接放電的現(xiàn)象叫直接雷擊。在送電線路附近,雷云對(duì)地放電時(shí),因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)勢(shì)對(duì)送電線路造成的沖擊叫感應(yīng)雷擊。在雷電直擊于架空線路后,雷電波將以極高的速度沿線路向兩側(cè)傳播,這種在導(dǎo)線上流動(dòng)的雷電波叫雷電侵入波。在農(nóng)網(wǎng)建設(shè)與改造過(guò)程中,切實(shí)加強(qiáng)防雷措施,可以提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性。

2 防雷問(wèn)題分析

2.1 客觀存在的問(wèn)題由于大氣雷電活動(dòng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，目前世界上對(duì)送電線路雷害的認(rèn)識(shí)研究還有諸多未知的成分，再加上送電線路處于大自然環(huán)境中，遭受自然破壞可能性極大。此外由于現(xiàn)在觀測(cè)技術(shù)上的局限性，還無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量和捕捉到線路遭受的每一次雷擊的技術(shù)參數(shù)。比如對(duì)送電線路造成跳閘的主要原因是反擊還是繞擊等問(wèn)題。這造成防雷措施針對(duì)性不強(qiáng)。

2.2 設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題

在20世紀(jì)80年代建造的110kV及以下線路設(shè)計(jì)時(shí)均未提供土壤電阻率，接地電阻設(shè)計(jì)值隨意性大。由于山區(qū)大高差、大擋距。也普遍存在保護(hù)角偏大，避雷線對(duì)導(dǎo)線屏蔽效果不良等問(wèn)題。

2.3 運(yùn)行維護(hù)方面存在的問(wèn)題

第一，因送電線路不斷老化，原有送電線路接地電阻普遍較高，在許多遭受雷害的送電線路桿塔中。普遍發(fā)現(xiàn)接地電阻值偏高的現(xiàn)象。據(jù)分析，有的是歷史因素造成的，如高山土壤電阻率偏高；有的是設(shè)計(jì)參數(shù)不當(dāng)，施工不當(dāng)；而有的是多年運(yùn)行后逐漸升高的，如線路接地改造不到位、未能有效降低現(xiàn)象等。

第二，線路桿塔接地也存在比較嚴(yán)重缺陷，送電線路接地裝置存在相當(dāng)數(shù)量的不良缺陷，如：接地裝置年久失修、殘缺不全、接地電阻逐年增加、降阻劑嚴(yán)重腐蝕接地體，這些損壞的接地裝置將導(dǎo)致耐雷水平嚴(yán)重下降，甚至可使雷擊跳閘率成倍上升。運(yùn)行中許多事例充分說(shuō)明接地裝置不良與雷擊跳閘率升高有著直接的因果關(guān)系。

第三，接地改造質(zhì)量控制不嚴(yán)，未達(dá)到預(yù)期效果，接地裝置改造是一項(xiàng)隱蔽性的工程，如果沒(méi)有實(shí)施中間環(huán)節(jié)的有效檢查監(jiān)督，而只作最后階段的象征性驗(yàn)收，往往要留下隱患，如偷工減料、投機(jī)取巧等影響線路耐雷水平的不良手段就在所難免，因此不少接地裝置改造并未收到實(shí)際的效果。

3 防雷措施

對(duì)于線路防雷工作，應(yīng)按照“層層設(shè)防，突出重點(diǎn)，因地制宜，兼顧財(cái)力”的原則進(jìn)行，有針對(duì)性地采取各種有效措施為線路設(shè)置一道道有力的屏障，防止雷電波的侵入，提高線路的耐雷水平，從根本上降低雷擊跳閘率。

3.1 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線，同時(shí)還具有以下作用：一、分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；二、通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕,緣子的電壓；三、對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓。通常來(lái)說(shuō)，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(jià)中所占的比重也愈低(一般不超過(guò)線路的總造價(jià)的10%)。110kV線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線。為了提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽效果，保證雷電不致繞過(guò)避雷線而直接命中導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)減小繞擊率。避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些，一般采用20°～30°。為了起到保護(hù)作用，避雷線應(yīng)在每基桿塔處接地。

3.2 防雷設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)時(shí)要考慮山坡坡度對(duì)某些桿塔的影響,運(yùn)用有效屏蔽角公式計(jì)算校驗(yàn)避雷線有效保護(hù)角。在以往進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí),只要求遵照規(guī)程規(guī)定滿足桿塔避雷線保護(hù)角的要求就行了,忽略了山坡角對(duì)防雷保護(hù)角的影響,這就造成了桿塔防雷保護(hù)角不能滿足防雷設(shè)計(jì)的實(shí)際要求,增加了線路閃絡(luò)次數(shù),影響了電網(wǎng)安全運(yùn)行。針對(duì)我市運(yùn)行線路容易受繞擊的情況,建議采用有效屏蔽角計(jì)算公式校驗(yàn)桿塔有效保護(hù)角,以便設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)保護(hù)角偏大情況采取相應(yīng)措施以減少雷電繞擊概率。

3.3 裝設(shè)線路自動(dòng)重合閘裝置

輸電線路遭受雷擊跳閘一般都是瞬時(shí)性接地故障，大多數(shù)情況下都能在線路跳閘后自動(dòng)重合成功，因此，裝設(shè)線路自動(dòng)重合閘裝置，能大大提高線路的供電可靠性。

3.4 降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻阻值的高低是影響桿（塔）頂電位高低的關(guān)鍵性因素。桿塔接地電阻如果過(guò)大，雷擊時(shí)易使桿（塔）頂電位升高，對(duì)線路產(chǎn)生反擊。若接地電阻滿足要求，則雷電波侵入時(shí)，絕大多數(shù)雷電流將沿著桿塔導(dǎo)入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運(yùn)行。

3.5 加裝線路避雷器

避雷器應(yīng)用在線路上作為防止直擊雷防護(hù)，在國(guó)內(nèi)已有十余年的應(yīng)用歷史，目前架空輸電線路上裝設(shè)的避雷器，運(yùn)行情況良好。雖然應(yīng)用避雷器對(duì)架線線路進(jìn)行防雷保護(hù)的機(jī)理和理論還有疑問(wèn)和爭(zhēng)論，但它確實(shí)能消除或減少架空線路受雷擊的事實(shí)已被越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)與接受。

3.6 裝設(shè)耦合地線

對(duì)于已經(jīng)架設(shè)了避雷線且經(jīng)常受雷害侵襲的桿段，若接地電阻受條件限制很難降低時(shí)，可在導(dǎo)線下方增加一條架空地線，稱(chēng)為耦合地線。耦合地線雖然不能減少繞擊率，但能使該基桿塔地網(wǎng)與相鄰桿段的地網(wǎng)得到良好的連接，相當(dāng)于埋設(shè)了連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，這樣當(dāng)雷電反擊線路時(shí)能增大對(duì)相鄰桿塔的分流系數(shù)和導(dǎo)、地線間的耦合系數(shù)，間接地降低了桿塔的接地電阻，從而保護(hù)線路不發(fā)生閃絡(luò)。一些經(jīng)常遭受雷擊的線路在加裝了耦合地線后，線路雷擊跳閘率降低了40~50左右。

3.7 應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行分析

雷電定位系統(tǒng)是一種全自動(dòng)實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生雷擊跳閘時(shí)，雷電定位系統(tǒng)能準(zhǔn)確定位雷擊桿塔，幫助巡線人員及時(shí)查找故障點(diǎn)，大大節(jié)省巡線人員的故障巡視時(shí)間，使線路及時(shí)恢復(fù)供電，確保線路的供電可靠性。同時(shí)，通過(guò)對(duì)雷電定位系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，能及時(shí)掌握雷電活動(dòng)的規(guī)律、特性和有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)防雷工作大有裨益。

結(jié)語(yǔ)

由于輸電線路對(duì)于?！熬W(wǎng)”的重要地位，如何減少輸電線路的雷害事故成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)重要課題。架空線的防雷工作是一項(xiàng)長(zhǎng)期復(fù)雜的系統(tǒng)工程,從工程設(shè)計(jì)階段就要認(rèn)真加以考慮,應(yīng)根據(jù)本地的實(shí)際情況,采取切實(shí)可行的防雷方案,選用質(zhì)量可靠的電氣設(shè)備和可靠性高的防雷設(shè)備。同時(shí)真正按照等電位的原則,做好符合要求的共用接地網(wǎng),綜合考慮防雷與接地,只有這樣輸電線路和設(shè)備才能避免遭受雷擊。

[1]許穎.淺析避雷針（線）防直擊雷作用[J].防雷世界，2003，（12）.

[2]胡正斌，羅先明.避雷器在山區(qū)輸電線路防雷中的應(yīng)用[J].科技資訊，2008，（29）.