高壓輸電線路的防雷技術(shù)分析

【摘要】在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電能作為一種清潔便利的二次能源，其重要程度不言而喻。由于高壓輸送電能有很好經(jīng)濟(jì)效益，通常情況下，電能的遠(yuǎn)距離輸送是通過(guò)高壓傳送進(jìn)行的。而由于高壓輸電線路大部分位于雷電活動(dòng)十分頻繁的山區(qū)，每年由于雷擊造成的高壓輸電線路故障不計(jì)其數(shù)。切實(shí)提高輸電線路防雷水平電力行業(yè)面臨的重要課題。本文首先分析了高壓輸電線路防雷的重要性，重點(diǎn)就防雷技術(shù)進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】高壓；輸電線路；防雷措施

1、高壓輸電線路防雷的意義

高壓輸電線路在我國(guó)的分布較為廣泛，它作為電力系統(tǒng)的主動(dòng)脈，其運(yùn)行的安全理應(yīng)受到重點(diǎn)關(guān)注。一般情況下，架空輸電線路是位于空曠的野外，沿線較長(zhǎng)并且呈現(xiàn)縱橫交錯(cuò)的特點(diǎn)，所以，線路極易遭受雷擊。當(dāng)雷擊線路后，線路會(huì)出現(xiàn)跳閘保護(hù)，給電力系統(tǒng)的正常供電造成影響，電力工作者也需要花費(fèi)大量的人力和物力開(kāi)展檢修工作；另外，雷電流也有可能侵襲電氣設(shè)備，造成設(shè)備的損壞。一般來(lái)講，輸電線路的絕緣性能是最強(qiáng)的，變電所緊居其后，絕緣性能最差的是發(fā)電機(jī)，一旦這些環(huán)節(jié)遭受雷擊，供電企業(yè)將會(huì)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。實(shí)施線路的防雷不僅能夠保護(hù)線路，同時(shí)也能夠有效將電力企業(yè)的損失降到最低，保證人身、電網(wǎng)和設(shè)備的安全。因此，做好輸電線路的防雷工作具有重要意義。

2、防雷技術(shù)分析

面對(duì)不可避免的雷電現(xiàn)象，電力企業(yè)只能采取必要的防雷措施，盡可能的減小雷電造成的危害。一般來(lái)說(shuō)，在防雷設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循一定的原則，同時(shí)也應(yīng)該與具體的線路和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合[1]。

2.1正確選擇線路走向

大自然是變化無(wú)常的，但是也并非全無(wú)規(guī)律可循，與工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，分析各地區(qū)的地形和地勢(shì)對(duì)于防雷也是十分有幫助的，可以據(jù)此找出一些容易遭受雷擊的地段，將其稱作為“易擊區(qū)”，這些地方大多分布在山區(qū)的風(fēng)口，河谷以及峽谷的順風(fēng)處；同時(shí)，在水庫(kù)和森林等地方也極易遭受雷擊；除此之外，有些地方的土壤點(diǎn)阻力容易發(fā)生突變，也易遭受雷擊[2]。因此，在進(jìn)行輸電線路的選擇上，應(yīng)該盡量避開(kāi)這些地帶；如果實(shí)在無(wú)法避讓，則應(yīng)該加強(qiáng)防雷保護(hù)。

2.2安裝避雷器和避雷線

在輸變電線路上加裝避雷器和避雷線后，在雷擊情況下，產(chǎn)生的雷電流一部分經(jīng)過(guò)避雷線進(jìn)入到相鄰的桿塔，一部分經(jīng)過(guò)桿塔流入地下；當(dāng)雷電流超過(guò)某一定值，將會(huì)實(shí)現(xiàn)分流作用，此時(shí)，雷電流經(jīng)過(guò)避雷器流入導(dǎo)線并傳播到鄰近的桿塔。避雷器的分流能力要比避雷線的分流能力大得多，同時(shí)，由于分流的耦合作用會(huì)提高導(dǎo)線的電位，保證絕緣子不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，線路的避雷器還能起到鉗電位作用。通常情況下，線路避雷器安裝在線路易遭受雷擊的區(qū)域，在具體選擇避雷器安裝地點(diǎn)的過(guò)程中，還應(yīng)該與實(shí)際線路雷擊跳閘情況、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及線路所經(jīng)的地形相結(jié)合[3]。

2.3安裝避雷針

輸電線路的防雷中，安裝避雷針也是一種十分常見(jiàn)的防雷措施。對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，包括：首先是避雷針的存在會(huì)增大線路遭受雷擊的概率；其次是避雷針的保護(hù)范圍很小。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外很多防雷研究者投入了大量精力來(lái)研究避雷針的保護(hù)距離，最終得出的結(jié)論是：垂直避雷針的保護(hù)范圍無(wú)法得到確切的數(shù)值。從避雷針遭受側(cè)擊雷和繞擊雷的事故實(shí)例來(lái)看，都無(wú)法得到其肯定的保護(hù)范圍。避雷針具有引雷作用，這無(wú)疑會(huì)提高雷擊次數(shù)，一旦將雷電引到避雷針上，強(qiáng)大的雷電流會(huì)經(jīng)過(guò)避雷針流向大地，在此過(guò)程中會(huì)形成磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生截應(yīng)過(guò)電壓，該過(guò)電壓正比于雷電流和雷電流的變化速度，反比于雷擊距離。避雷針?biāo)Ｗo(hù)的線路的自然屏蔽裝置無(wú)法起到對(duì)電磁感應(yīng)和電磁干擾的屏蔽作用，一些弱電設(shè)備也會(huì)因?yàn)樵馐芨袘?yīng)雷擊而受到破壞。

2.4加強(qiáng)線路的絕緣

在輸電線路中，有些地段采用的是大跨越高桿塔，此時(shí)，在桿塔上落雷的概率會(huì)增大。在高塔落雷過(guò)程中，塔頂?shù)碾娢环浅８撸袘?yīng)過(guò)電壓的數(shù)值也很大，此時(shí)線路受到繞擊的概率也會(huì)增大。此時(shí)，為了有效降低線路的跳閘率，可以在高桿塔上增加絕緣子片數(shù)或有效絕緣長(zhǎng)度；同時(shí)，將跨越檔導(dǎo)線和地線之間的距離設(shè)置得盡可能的大，以此來(lái)加強(qiáng)線路的絕緣性能。在35kV及以下的線路上，可以采用具有較高沖擊閃絡(luò)電壓的絕緣子來(lái)防止雷擊，如：瓷橫擔(dān)等。對(duì)同塔架設(shè)多回輸電線路，也可以采用差異化絕緣，避免多回線路同時(shí)跳閘造成大面積停電。

2.5裝設(shè)消雷器

作為一種新型的直接雷防護(hù)裝置，消雷器在我國(guó)的應(yīng)用只有十來(lái)年的歷史。當(dāng)前，裝設(shè)在架空輸電線路上的消雷器數(shù)量已經(jīng)有上千套，具有較好的運(yùn)行情況。盡管對(duì)消雷器的防雷機(jī)理以及相關(guān)理論還不夠完善和成熟，但實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果表明消雷器確實(shí)起到了減少雷擊的作用，因此逐漸被人們所接受。消雷器對(duì)接地電阻并沒(méi)有太高要求，它具有比避雷針更大的保護(hù)范圍。

3、新防雷技術(shù)的應(yīng)用

多年來(lái)，防雷技術(shù)得到了較大發(fā)展，一些新的防雷技術(shù)不斷涌現(xiàn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）降低桿塔的接地電阻。在防雷上，如果可以降低桿塔的接地電阻，可以有效降低雷擊過(guò)程中的桿塔電位升高；同時(shí)結(jié)合使用避雷線可以實(shí)現(xiàn)很好的防雷效果。2）增強(qiáng)避雷器的效用。通過(guò)理論與實(shí)踐的合理結(jié)合，在線路雷電活動(dòng)強(qiáng)烈的線段，或是接地電阻不容易降低的地方，可以使用避雷器，它能夠有效提高線路的耐雷水平。近年來(lái)，美國(guó)的AEP和GE公司都加大了對(duì)避雷器的研發(fā)力度，在雷電活動(dòng)嚴(yán)重的地區(qū)安裝這些公司的避雷器，具有很好的避雷效果。3）研究線路裝設(shè)耦合地線。為了保證線路良好的防雷效果，降低其跳閘率，可以將耦合線加掛在導(dǎo)線的下面，尤其是針對(duì)大接地電阻的時(shí)候，或者是地質(zhì)條件較差的時(shí)候，此時(shí)降低接點(diǎn)電阻的難度較大，加掛耦合地線能夠?qū)崿F(xiàn)在雷電情況下的有效分流，增強(qiáng)線路的耐雷能力。

4、結(jié)束語(yǔ)

總體上來(lái)說(shuō)，上文所述的任何一種防雷措施都不能從根本上將輸電線路的雷擊問(wèn)題徹底解決。作為一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象，雷電對(duì)高壓輸電線路的破壞需要電力系統(tǒng)各個(gè)部門的密切配合和及時(shí)溝通。在防雷中，不僅要考慮到線路所經(jīng)地區(qū)的雷電活動(dòng)程度，當(dāng)?shù)赝寥赖碾娮杪?，還應(yīng)不斷積累防雷經(jīng)驗(yàn)，將雷害造成的損失降到最低。本文首先分析了高壓輸電線路防雷的重要性，重點(diǎn)就防雷技術(shù)進(jìn)行了研究，以期給相關(guān)人員參考。

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作者簡(jiǎn)介

林培勇（1984.02- ）：男，漢族，福建長(zhǎng)泰人，大學(xué)本科學(xué)歷，國(guó)網(wǎng)福建電力有限公司漳州電業(yè)局，助理工程師，主要從事輸電線路工作。