淺析輸電線路防雷技術(shù)分析及維護(hù)措施

【摘要】隨著科技的發(fā)展，電力已成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。防雷措施的維護(hù)可以長(zhǎng)期的保證電力的供應(yīng)和穩(wěn)定，可增加巡視站，清理線路旁的樹(shù)枝，及時(shí)檢修等，降低雷電跳閘率。本文主要介紹輸電線路防雷接地的幾項(xiàng)措施，及輸電線路的維護(hù)方法，為大家提供參考。

【關(guān)鍵詞】高壓線路；防雷研究；避雷器：輸電線路

由于我國(guó)的的輸電線路分布廣泛，而且大多數(shù)地處曠野，很容遭到雷擊。當(dāng)雷電擊中電力線路時(shí)，雷電流需經(jīng)過(guò)電力線路泄入大地。即使雷電沒(méi)有擊中電力線路，當(dāng)雷擊發(fā)生后，導(dǎo)線上感應(yīng)的異號(hào)電荷失去束縛，向?qū)Ь€兩則流動(dòng)，這些電流通過(guò)線路侵入變電站或襲擊電氣設(shè)備，在設(shè)備上形成過(guò)電壓。當(dāng)過(guò)電壓高于設(shè)備的額定雷電沖擊耐受電壓時(shí)，設(shè)備就會(huì)損壞。因此，對(duì)輸電線路加強(qiáng)防雷措施，不但可以減少由于雷電擊中輸電線路而引起的跳閘次數(shù)，還可以有效保護(hù)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，是維持電力系統(tǒng)持續(xù)、可靠供電的重要環(huán)節(jié)。

1.雷擊跳閘分析

高壓輸電線路遭受雷擊的事故主要與四個(gè)因素有關(guān)：線路絕緣子的50%放電電壓；有無(wú)架空地線；雷電流強(qiáng)度；桿塔的接地電阻。高壓輸電線路各種防雷措施都有其針對(duì)性，因此，在進(jìn)行高壓輸電線路設(shè)計(jì)時(shí)，我們選擇防雷方式首先要明確高壓輸電線路遭雷擊跳閘原因。

1.1輸電線路繞擊成因分析

根據(jù)輸電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬試驗(yàn)均證明，雷電繞擊率與避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角、桿塔高度以及高壓輸電線路經(jīng)過(guò)的地形、地貌和地質(zhì)條件有關(guān)。對(duì)桿塔輸電線路的繞擊率約為平地輸電線路的3倍。山區(qū)設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)大跨越、大高差檔距，這是線路耐雷水平的薄弱環(huán)節(jié)；一些地區(qū)雷電活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，使某一區(qū)段的線路較其它線路更容易遭受雷擊。

1.2高壓輸電線路反擊成因分析

雷擊桿、塔頂部或避雷線時(shí)，雷電電流流過(guò)塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時(shí)在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓合成的電位差超過(guò)高壓輸電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，即Uj >U50%時(shí)，導(dǎo)線與桿塔之間就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。 我們知道

由以上公式可以看出，降低桿塔接地電阻Rch、提高耦合系數(shù)k、減小分流系數(shù)β、加強(qiáng)輸電線路絕緣都可以提高輸電線路的耐雷水平。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們著重考慮降低桿塔接地電阻Rch和提高耦合系數(shù)k的方法作為提高線路耐雷水平的主要手段。

2.輸電線路的防雷接地措施分析

2.1輸電線路中要架設(shè)避雷線

避雷線又稱架空地線，架設(shè)在桿塔頂部，一根或二根，用于防雷。通常當(dāng)雷電擊中輸電線路時(shí)，在輸電線路上將產(chǎn)生遠(yuǎn)高于線路額定電壓的“過(guò)電壓”，有時(shí)甚至達(dá)到幾百萬(wàn)伏。它超過(guò)線路絕緣子串的抗電強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)引起線路跳閘，甚至造成停電事故。然而，使用避雷線可以遮住輸電線路，使雷只落在避雷線上，并通過(guò)桿塔上的金屬部分和埋設(shè)在地下的接地裝置，使雷電流導(dǎo)入大地。一般來(lái)說(shuō)，輸電線路的電壓愈高，采用避雷線的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上電壓等級(jí)的輸電線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線。還有，避雷線應(yīng)在每個(gè)桿塔的地基處接地，因?yàn)樵诓捎秒p避雷線的超高壓輸電線路上，正常的輸送電流會(huì)在兩根避雷線之間組成閉合回路，而造成功率損耗，所以為了降低損耗，須將避雷線對(duì)地絕緣。同時(shí)，避雷線的保護(hù)效果還同它下方的導(dǎo)線與它所成的角度有關(guān)，一般在20度到30度之間。通常220千伏和330千伏雙避雷線線路最好做到20度左右，而500千伏及以上的高壓線路的雙避雷線角度最好在15度以下。在架有兩根避雷線的情況下，很容易獲得較小的保護(hù)角，線路運(yùn)行時(shí)的雷擊跳閘故障也相對(duì)較少，但建設(shè)投資較大，所以我國(guó)近幾年建的220千伏以下的輸電線路，大多數(shù)采用單根避雷線。

2.2要降低桿塔的接地電阻

對(duì)于平原地帶的桿塔來(lái)說(shuō)，任何一根桿塔都要配備接地裝置，并且要與避雷線連接，來(lái)提高輸電線路防雷的可靠性和實(shí)用性；對(duì)于一般高度的桿塔來(lái)說(shuō)，為了提高線路耐雷水平與降低雷擊跳閘率，降低桿塔沖擊接地電阻是最有效和經(jīng)濟(jì)的方法，還要對(duì)同一條線路進(jìn)行逐段改造，把鄰近桿塔接地連接，來(lái)降低相鄰桿塔的接地電阻，并將桿塔延伸至周邊土壤電阻率較低的地方；對(duì)于山區(qū)地帶的桿塔來(lái)說(shuō)，通常在四個(gè)桿塔的底部應(yīng)用打深井加降阻劑或采用長(zhǎng)的輻射地線，來(lái)增加土壤與地線的接觸面積使電阻率降低，實(shí)現(xiàn)輸電線路的防雷。總之，降低桿塔接地電阻，并完善接地裝置，保證雷電產(chǎn)生的電流可靠的泄放到大地，是輸電線路運(yùn)行中防雷的基礎(chǔ)。也是提高設(shè)備防雷經(jīng)濟(jì)、高效的方法。

2.3要安裝自動(dòng)重合閘

輸電線路除了要安裝防雷保護(hù)裝置外，還要安裝自動(dòng)重合閘裝置，因?yàn)檩旊娋€路的故障百分之八十以上都是瞬時(shí)性的，輸電線路在遭受雷擊時(shí)，絕緣子發(fā)生閃絡(luò)就會(huì)造成跳閘，因此安裝自動(dòng)重合閘裝置對(duì)降低輸電線路的雷擊事故率具有較好的效果，這樣就可以消除瞬時(shí)性故障，減少雷擊跳閘后停電的現(xiàn)象，確保持續(xù)供電。

3.輸電線路的維護(hù)

應(yīng)該對(duì)輸電線路進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理與檢修。為了防止雷擊跳閘停電，在防雷技術(shù)上應(yīng)多做研究，輸電線路防雷設(shè)計(jì)的目的是提高線路的防雷性能，降低線路的雷擊跳閘率，還有就是對(duì)防雷設(shè)備的接地情況進(jìn)行檢察，還應(yīng)根據(jù)地形條件和氣候條件等綜合考慮運(yùn)行方式；從實(shí)際出發(fā)實(shí)行輸電線路狀態(tài)檢修是電網(wǎng)發(fā)展的必然要求，也是輸電線路管理水平不斷提高的需要，如增加巡視站，清理線路旁的樹(shù)枝等；應(yīng)該盡量避免電能在輸電網(wǎng)中的損耗，電力網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中可能由于帶電設(shè)備絕緣不良而有漏電損耗。這種損耗可以通過(guò)加強(qiáng)電力網(wǎng)的維護(hù)工作來(lái)降低，維護(hù)工作主要是定期清掃線路、變壓器、斷路器等的絕緣子和絕緣套管等；應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式、防止雷擊永久性故障和降低雷擊跳閘率，還要根據(jù)線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)、清理線路周圍的不利因素、加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測(cè)等措施，以降低雷電天氣對(duì)輸電線路造成的危害。

4.結(jié)語(yǔ)

輸電線路的管理和檢修也是必不可少的，輸電線路不同于一般的設(shè)備，它覆蓋范圍廣，而且大部分在室外，只要有任何一處損毀，就會(huì)影響到一個(gè)系統(tǒng)，所以線路的檢修和管理是影響供電穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。加強(qiáng)巡視，及時(shí)維護(hù)等，一定能有效地防止雷害事故，提高電網(wǎng)供電可靠性。

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