高壓輸電線路防雷及預(yù)防措施

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，推動了各行各業(yè)的發(fā)展速度，與此同時，人們對供電可靠性的要求也越來越高。據(jù)電力部門的有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，電力系統(tǒng)輸配電線路故障中，有接近50%左右是因為雷擊引發(fā)的。輸電線路作為電網(wǎng)中重要的組成部分之一，一旦其出現(xiàn)問題，勢必會影響供電可靠性。為了確保輸電線路安全、可靠運行，預(yù)防雷擊事故的發(fā)生就顯得尤為重要。基于此點，本文就高壓輸電線路防雷及預(yù)防措施進行淺談。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 高壓輸電線路 防雷

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0114-01

1 高壓輸電線路防雷的重要性

就高壓輸電線路而言，其分布較廣，它不僅是連接各變電站以及重要用戶之間的橋梁，而且也是整個電力系統(tǒng)中的主動脈，它運行安全與否直接關(guān)系到供電的可靠性。為此，輸電線路在電網(wǎng)中占據(jù)著十分重要的地位，想要實現(xiàn)強電強網(wǎng)絕對離不開輸電線路的安全穩(wěn)定運行。架空輸電線路是電力系統(tǒng)中輸電、配電以及發(fā)電的重要組成部分之一，其安全性、穩(wěn)定性、可靠性對于系統(tǒng)而言非常重要。通常情況下，架空輸電線路多數(shù)都地處曠野，沿線較長且呈縱橫交錯分布，正因如此，使得該線路很容易遭受雷擊。當輸電線路遭雷擊后，會引起跳閘，這樣一來不僅會影響電力系統(tǒng)的正常供電，使線路和開關(guān)設(shè)備的維修量增大，而且雷電流還有可能沿線路侵入到變電所當中對電氣設(shè)備造成損壞。通常情況下，電力系統(tǒng)中以線路的絕緣最強，變電所次之，而發(fā)電機的絕緣最弱，如果變電所和電廠的設(shè)備保護不周，便會引起絕緣損壞進而影響供電可靠性，會使供電企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟損失。而輸電線路的防雷能夠有效地減少雷擊事故的發(fā)展，可以進一步避免經(jīng)濟損失。所以做好輸電線路的防雷措施不僅能夠提高線路本身的供電可靠性，而且還可以間接地保障變電所以及電廠運行的安全性，實現(xiàn)整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行的目標。

2 高壓輸電線路雷擊事故高發(fā)的原因分析

在對大量遭受雷擊的高壓輸電線路進行分析后發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致雷擊事故高發(fā)的原因主要有以下幾個方面。

2.1 桿塔問題

很多高壓輸電線路遭雷擊都是由于桿塔存在隱患而引起的。通常情況下，線路中的水泥桿基本都是利用混凝土內(nèi)的鋼筋進行接地，當雷擊發(fā)生后，雷電流便會通過水泥桿內(nèi)的鋼筋，此時很容易引起水泥桿爆裂。這種情況常出現(xiàn)在有裂縫的水泥桿上。一旦桿塔損壞勢必會給輸電線路正常運行造成影響。

2.2 保護角問題

一般情況下，保護角過大對于防繞擊非常不利。按照有關(guān)防雷規(guī)范規(guī)定220 kV及以上輸電線路的避雷線保護角不得大于20°。但是很多高壓輸電線路在設(shè)計時，均為考慮這一問題，或是由于一些特殊原因造成保護角超限。這樣一來勢必會增大繞擊的可能性，從而引發(fā)輸電線路雷擊事故。

2.3 接地裝置問題

接地裝置中最主要的問題是腐蝕和降阻。在對一些地區(qū)的地網(wǎng)進行開挖檢查發(fā)現(xiàn)，接地引下線的腐蝕情況較為嚴重。同時一些使用導(dǎo)電混凝土或是降阻劑的接地裝置較之未使用這些材料的腐蝕情況要重很多。

2.4 絕緣子選用不當

按照有關(guān)防雷規(guī)范的要求，在雷擊高發(fā)的區(qū)域內(nèi)不得采用合成絕緣子。這是因為合成絕緣子兩端的均壓環(huán)存在一定的空氣間隙，這樣一來會導(dǎo)致其抗雷擊水平低于瓷絕緣子。然而，由于合成絕緣子的維護和檢測相對比較容易，加之未充分考慮多雷區(qū)的問題，致使選型上出現(xiàn)失誤，這為雷擊事故的發(fā)生埋下了嚴重隱患。

3 預(yù)防高壓輸電線路遭雷擊的有效措施

3.1 降低桿塔的接地電阻

為了進一步確保高壓輸電線路的防雷裝置可靠有效，應(yīng)在每根桿塔處均敷設(shè)接地裝置，并將裝置與地線進行可靠連接，這樣可以使經(jīng)過桿塔頂部或是地線中的雷電流通過較低的接地電阻后泄入到大地當中。同時還可以采用降低桿塔沖擊接地電阻的方法來提高輸電線路抗雷擊的能力，進而達到減少雷擊跳閘率的目的。經(jīng)實踐證明，在500 kV的線路上降低沖擊接地電阻5 Ω，線路本身耐雷擊的水平能夠提高20%左右，跳閘率也會隨之降低45%左右。

3.2 減小保護角

經(jīng)過大量的試驗表明，雷電通過避雷線直擊導(dǎo)線的概率與線路所處地質(zhì)條件、桿塔高度以及保護角度等因素有關(guān)。由于地質(zhì)條件很難改變，而桿塔高度一經(jīng)確定想要改變也比較困難。為此，想要進一步預(yù)防雷擊事故的發(fā)生，對保護角進行調(diào)整是最為可行的措施。對于500 kV的高壓輸電線路而言，線路若是位于山區(qū)，在考慮邊坡這一影響因素的基礎(chǔ)上，保護角不應(yīng)大于-5°；線路若位于平原地區(qū)保護角則不應(yīng)大于0°。換言之，就是在設(shè)計保護角時，應(yīng)采用0°或是負保護角，這樣可以有效地預(yù)防雷擊。

3.3 加裝線路避雷器

線路避雷器最主要的作用是在雷電擊中線路時，避雷器會在雷電流達到一定幅值時自行動作，使大部分的雷電流從避雷器中流入導(dǎo)線，并傳播至與之相鄰的桿塔上。通過分流的耦合作用能夠進一步提高導(dǎo)線的電位，進而避免絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。安裝線路避雷器不僅可以有效地降低線路遭雷擊跳閘的次數(shù)，而且還能減少維修和巡視工作量。在線路避雷器的具體選用上，應(yīng)當對以下問題加以注意：其一，應(yīng)先確定安裝桿塔的雷擊具體性質(zhì)。如反擊較多的桿塔應(yīng)當在三相上均安裝避雷器，并且與之相鄰的桿塔也要安裝，若是繞擊較多的桿塔僅需在一側(cè)安裝便能起到較好的防雷效果。通常情況下，500 kV的輸電線路多以繞擊為主，只需要在邊相加裝避雷器即可，這樣可以節(jié)約安裝成本；其二，應(yīng)盡量選用帶有間隙的避雷器，這樣有利于延長其使用壽命，但在實際應(yīng)用中應(yīng)當對避雷器及其間隙的憎水性加強檢查；其三，在安裝避雷器之前，應(yīng)當認真對各個連接部位進行檢查，并在條件允許的情況下逐一進行試驗，以確保避雷器可靠運行。

3.4 加強運行維護

線路運維部門應(yīng)當確保高壓輸電線路通道和走廊與相關(guān)規(guī)范要求相符，并對線路中絕緣子自爆以及導(dǎo)線滑移等缺陷進行及時消除，以此來降低雷擊事故發(fā)生的幾率。同時應(yīng)按照季節(jié)的變化加強巡視工作，并結(jié)合線路所在地的地質(zhì)情況和歷年來的運行經(jīng)驗，找出一定的變化規(guī)律及趨勢，有針對性采取相應(yīng)的防雷措施，減少雷擊事故的發(fā)生。

4 結(jié)論

總而言之，雷電屬于一種無法避免的自然現(xiàn)象，想要減少雷擊對高壓輸電線路的破壞，就必須做好相應(yīng)的防雷措施。為了確保高壓輸電線路的安全，電力部門應(yīng)當對線路的防雷工作予以高度重視，并結(jié)合線路的具體情況，選擇科學合理、行之有效地防雷措施，以此來確保高壓輸電線路安全運行，這樣不僅能夠使電網(wǎng)的供電可靠性得到保障，而且還能使經(jīng)濟效益大幅提高。

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