淺談220KV高壓輸電線路的防雷技術(shù)

韋基毅

廣西電網(wǎng)河池供電局,廣西 河池 546300

前言

近幾年，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展推動(dòng)了電網(wǎng)的革新，各種高設(shè)備及新技術(shù)也漸漸被引入到電網(wǎng)的運(yùn)用中。220KV高壓輸電線路的防雷工作對(duì)于人們的正常生活有很大影響，隨著生活水平的提高，人們對(duì)電路供電的安全性及穩(wěn)定性有很高的要求。目前我國在220KV高壓輸電線路的防雷技術(shù)方面取得一定進(jìn)步。

1 220KV高壓輸電線路雷擊產(chǎn)生的情況

1.1 220KV高壓輸電線路產(chǎn)生雷擊的原因

雷電中帶有強(qiáng)大的電流，當(dāng)這股電流擊中高壓輸電線路后，會(huì)形成一種力量很強(qiáng)的沖擊波，而這種雷電沖擊波不僅能切斷高壓輸電線路的正常運(yùn)行，還會(huì)造成設(shè)備短路及導(dǎo)線被燒毀的現(xiàn)象。220KV由于金屬材料的含量高、分布范圍廣，使其相對(duì)于中低壓輸電線路發(fā)生雷擊災(zāi)害的幾率更大，危害程度也更深。盡管目前我國許多地區(qū)的高壓輸電線路按照要求已經(jīng)安裝了避雷器與避雷線等防雷設(shè)備，但是有時(shí)這些防雷裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)過電壓，這樣就并不能達(dá)到很好的防雷效果。

1.2 雷擊對(duì)220KV高壓輸電線路的影響

當(dāng)雷擊中高壓輸電線路后，會(huì)產(chǎn)生一定影響。第一，當(dāng)高壓輸電線受到?jīng)_擊后會(huì)產(chǎn)生比較高的過電壓；第二，高壓輸電線路會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象；第三，高壓輸電線路會(huì)出現(xiàn)工頻電壓；第四，高壓輸電線路會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，不能正常供電[1]。

1.3 電線感應(yīng)產(chǎn)生一定情況

雷電在形成過程中，由于雷云對(duì)220KV高壓輸電線路的導(dǎo)線產(chǎn)生一定影響，它會(huì)出現(xiàn)靜電的感應(yīng)，一旦雷云放電，就會(huì)產(chǎn)生能量巨大的感應(yīng)電壓，這嚴(yán)重影響到高壓輸電線路的安全。

2 雷擊220KV高壓輸電線路產(chǎn)生的危害

雷擊高壓輸電線路會(huì)使線路發(fā)生短路，從而影響線路的正常供電。雖然雷電作用的時(shí)間很短暫，但是當(dāng)導(dǎo)線對(duì)地面發(fā)生閃爍現(xiàn)象后，工頻電壓會(huì)通過此閃爍通道放電，繼而使工頻的電弧接地，這就導(dǎo)致繼電裝置動(dòng)作，影響高壓輸電線路正常送電，侵入高壓輸電線路的雷電波會(huì)使電力設(shè)備因過高的電壓而被破壞，產(chǎn)生停電的事故。

3 220KV高壓輸電線路的防雷技術(shù)

3.1 注重避雷線的運(yùn)用

220KV高壓輸電線路的最基本防雷方法是避雷線的使用，其主要作用在于預(yù)防雷直接擊中導(dǎo)線。除此之外，避雷線可以對(duì)雷電流進(jìn)行分流，可以減少流進(jìn)桿塔里面的雷電流，使塔頂電位可以下降；通過對(duì)導(dǎo)線的屏蔽保護(hù)可以減少導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓；通過充分利用導(dǎo)線的耦合作用還可以降低高壓輸電線路絕緣方面的電壓。避雷線的運(yùn)用過程中架設(shè)是有講究的，一般情況下，當(dāng)線路的電壓越高，使用避雷線的效果也越好，并且避雷線在整個(gè)線路的造價(jià)中所占的比例也越來越低，因此，220KV高壓輸電線路應(yīng)該全線需要架設(shè)避雷線。

3.2 通過降低桿塔來降低接地電阻

相對(duì)于常見高度的桿塔，降低桿塔來接地電阻是提升高壓輸電線路對(duì)抗雷擊的有效方法。在土壤的電阻率較低的地方，可以充分運(yùn)用桿塔的自然接地電阻，但是在高土壤地方，降低該地區(qū)的接地電阻很困難，可以通過連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，或者通過使用降阻劑來降低接地電阻。

3.3 使用消弧線圈的接地方式

消弧線圈的接地方式主要是針對(duì)接地電阻很難降低及雷電活動(dòng)比較強(qiáng)烈的地區(qū)，這些地區(qū)一般還可以考慮運(yùn)用中性點(diǎn)不接地的方式，消弧線圈的接地方式可以消除大部分的單相著雷閃爍接地故障。根據(jù)通常情況，二相與三相著雷時(shí)，第一相導(dǎo)線并不會(huì)因?yàn)槔讚舳l，

導(dǎo)線閃爍后等同于地線，這樣就增加了耦合作用，使未閃爍的相絕緣子的電壓降低，進(jìn)而提升了耐雷的水平。

3.4 提高絕緣的水平

由于個(gè)別地段的高壓輸電線路需要使用很高的桿塔，這也使桿塔著雷的機(jī)會(huì)大大增加。就高桿塔而言，可以擴(kuò)大塔頭的空氣間距、改用大爬距懸式絕緣子、增多絕緣子的串片數(shù)等方法來加強(qiáng)其耐雷的性能。高桿塔的感應(yīng)電壓大，等值電感也大，并且繞擊率會(huì)隨著高度的增加而增加。所以，有規(guī)程明文規(guī)定，高壓輸電線路的全高超出四十米并且有避雷線的桿塔，高度每增高十米時(shí)需要多加一個(gè)絕緣子，當(dāng)高壓輸電線路的全高超過一百米的桿塔時(shí)，絕緣子的數(shù)量需要結(jié)合正常運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)來確定[2]。

3.5 配備自動(dòng)的重合閘

高壓輸電線路絕緣具備很好的自我恢復(fù)功能，許多由雷擊而導(dǎo)致的沖擊閃絡(luò)與工頻電弧在高壓輸電線路跳閘發(fā)生后可以快速游離，這樣高壓輸電線路不會(huì)出現(xiàn)永久性的劣化及損壞，所以配備自動(dòng)的重合閘后效果很明顯。通過長(zhǎng)久的經(jīng)驗(yàn)表明，許多雷擊高壓輸電線路事故在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)里都是單相閃絡(luò)，因此，工作人員可以通過運(yùn)用單相重合閘來減輕對(duì)居民的供電影響和減輕檢修斷路器的工作任務(wù)量。

3.6 耦合地線的架設(shè)

前面提到，降低桿塔來接地電阻是提升高壓輸電線路對(duì)抗雷擊的有效方法，而當(dāng)降低桿塔來接地電阻發(fā)生困難時(shí)，可以使用在導(dǎo)線的下方架設(shè)耦合地線的方法，這種方法的作用主要是加大導(dǎo)線與避雷線的耦合作用，然后減少絕緣子串的電壓。除此之外，耦合地線可以分流雷電流。通過無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明，耦合地線在減少雷擊跳閘率發(fā)生的概率有一定作用。

3.7 注重管型的避雷器的裝備

管型的避雷器主要是用于高壓輸電線路上雷擊產(chǎn)生的特大電壓及一些絕緣弱點(diǎn)中的防雷保護(hù)。管型的避雷器不僅能免除高壓輸電線路絕緣過程中的沖擊閃絡(luò)，而且可以使建弧率下降為零。在現(xiàn)代的高壓輸電線路上，管型的避雷器主要是裝置在通信線路和高壓線路之間及高壓輸電線路之間的交叉跨檔、帶有避雷線的桿塔的終端、換位的桿塔及過江大跨越的高桿塔以及變電站中的進(jìn)線保護(hù)段等地方[3]。

3.8 絕緣方式中的不平衡法則使用

在現(xiàn)代的高壓輸電線路中為了節(jié)約線路的走廊用地，節(jié)省出更多的空間，同桿架設(shè)形成的雙回路現(xiàn)象越來越多。當(dāng)這種方法在日常的防雷方法不能達(dá)到解決問題的要求時(shí)，工作人員還可以使用絕緣方法中的不平衡法則，使雙回路的絕緣子串的片數(shù)出現(xiàn)差異，這樣當(dāng)雷擊中時(shí)，片數(shù)少的絕緣子的回路會(huì)先閃絡(luò)，而當(dāng)導(dǎo)線閃絡(luò)后就類似于地線，這不僅加強(qiáng)了對(duì)另一個(gè)導(dǎo)線的耦合作用，同時(shí)也提升了另一個(gè)回路的抗雷水平，使其線路不產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象，從而保證另一個(gè)回路的正常供電。按照一般情況，兩回路的絕緣水平的差異值應(yīng)為三十一比二的相電壓，當(dāng)差異過大時(shí)會(huì)使線路的總故障率變多。具體的差異值需要通過各個(gè)方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)來決定。

4 結(jié)語

雷電是一種自然現(xiàn)象，盡管目前任何一種防雷措施都無法完全保證起到防雷的效果，但是高壓輸電線路的防雷技術(shù)仍舊值得研究與完善。高壓輸電線路的防雷技術(shù)與居民的日常供電有重大聯(lián)系，對(duì)線路進(jìn)行防雷措施就是為了減少雷害概率及雷擊的跳閘次數(shù)，以保證線路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1]孫要紅.淺談?shì)旊娋€路的防雷保護(hù)措施[J].科技資訊, 2010，（17）：147.

[2]龍偉文.對(duì)輸電線路防雷的幾點(diǎn)看法[J].廣東輸電與變電技術(shù), 2003，（02）：17-20.

[3]陳東波. 輸電線路防雷的探討[J].中國電力教育, 2010，（12）:25-26.