試論輸電線路防雷方法及其實(shí)踐

傅磊 程景飛

摘 要：輸電線路是電力系統(tǒng)中重要的組成部分。其長時間的暴露在自然環(huán)境中，受到外界的影響和損害較大，其中最雷擊是其中最主要的因素之一。文章結(jié)合本人從事輸電線路工程的多年工作經(jīng)驗試論輸電線路的防雷方法及其實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：輸電線路；防雷；方法研究

輸電線路大部分都分布在曠野、山區(qū)等地段，極大程度上收到雷擊危害，因此，輸電線路的防雷是減少電力系統(tǒng)故障的關(guān)鍵措施之一。做好輸電線路的防雷工作，既可以提高輸電線路本身的供電可靠性，還能保障變電所以及發(fā)電廠等安全運(yùn)行。

1 主要的雷擊方式

在輸電線路的雷擊危害中，主要預(yù)防的有兩種直擊雷形式：繞擊和反擊，無論是哪種雷擊形式，都極大程度威脅著輸電線路的安全。

2 輸電線路的防雷方法及實(shí)踐

我國對于輸電線路的防雷，以“突出重點(diǎn)，層層防護(hù)”為原則，抓住重點(diǎn)，兼顧一般，有針對性的采取各種防雷方法為輸電線路設(shè)置層層屏障，從根本上預(yù)防雷電波的入侵，降低雷電對于輸電線路的危害，一般采用的方法有以下幾種。

2.1 裝設(shè)線路自動重合閘設(shè)施

輸電線路在遭受雷擊時，都是瞬時性的接地故障——雷擊跳閘，裝設(shè)線路自動重合閘設(shè)施，能夠保證輸電線路在大多數(shù)雷擊情況下都能夠自動重合成功，保證輸電線路的正常運(yùn)行。

2.2 降低輸電線路桿塔的接地電阻值

在輸電線路防雷方法中，最為直接和有效的方法之一就是降低輸電線路桿塔的接地電阻值。其接地電阻值的大小直接影響輸電線路桿塔的頂電位大小。如果接地電阻值偏大，雷擊會導(dǎo)致桿塔的頂電位值增加，發(fā)生反擊輸電線路現(xiàn)象；如果接地電阻值的大小符合要求，則發(fā)生雷擊時，大部分的雷電流將會沿著輸電線路桿塔流入大地，不會對輸電線路的絕緣產(chǎn)生破壞，保證了輸電線路的正常運(yùn)行。

2.3 加設(shè)輸電線路避雷器

在我國對于輸電線路預(yù)防直擊雷較為成熟的方法為加設(shè)避雷器，該方法已經(jīng)成功應(yīng)用十余年，運(yùn)行效果較好。盡管這種方法還有一些缺點(diǎn)，但是其預(yù)防直擊雷的效果得到了大部分專業(yè)人士的認(rèn)可。

2.4 裝設(shè)避雷線

裝設(shè)避雷線是我國的比較常用的輸電線路防雷方法，其簡單、有效、性價比高。該方法能夠防止雷電對導(dǎo)線的直擊并且還能夠提供其他用途：（1）屏蔽作用：對導(dǎo)線有屏蔽作用，能夠防止導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值；（2）耦合作用：對導(dǎo)線有耦合作用，能夠降低輸電線路的絕緣子的電壓值；（3）分流作用；能夠降低流經(jīng)輸電線路的雷電流，進(jìn)而減小輸電線路桿塔的頂電位數(shù)值。

2.5 加設(shè)輸電線路負(fù)角保護(hù)針

在我國的西北以及云貴等山區(qū)，很多輸電線路都是架設(shè)在山腰或者斜坡處，其設(shè)置避雷線時，實(shí)際保護(hù)角要大于設(shè)計保護(hù)角，這就導(dǎo)致了輸電線路的邊導(dǎo)線可能超出了避雷線的保護(hù)范圍，周圍存在繞擊區(qū)。這種情況在我國已經(jīng)得到了很好的解決，通常是在上述的繞擊區(qū)范圍加設(shè)負(fù)角保護(hù)針，在兩邊相安裝屏蔽針（上翹30度，長2.4米左右）。這種方法能夠屏蔽繞擊區(qū)，有效地防止雷電繞擊。

2.6 保護(hù)外邊相

通常情況下，設(shè)計人員對輸電線路進(jìn)行防雷設(shè)計時，按照一般的防雷要求進(jìn)行設(shè)計。但是在有山坡的地方，保護(hù)角受到山坡的影響，這種設(shè)計不能夠滿足防雷要求，實(shí)際應(yīng)用時會導(dǎo)致輸電線路的閃絡(luò)次數(shù)增加，影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此要根據(jù)線路所經(jīng)地區(qū)的實(shí)際情況合理進(jìn)行保護(hù)角的設(shè)計和校驗，避免設(shè)計出的防雷保護(hù)角不能夠滿足當(dāng)?shù)氐妮旊娋€路防雷要求的現(xiàn)象發(fā)生，對輸電線路進(jìn)行更好的防雷保護(hù)。

2.7 改變輸電線路的絕緣水平

2.7.1 提高輸電線路的耐雷水平，提高線路絕緣

輸電線路的耐雷水平主要取決于絕緣子的性能。因此，輸電線路管理單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)絕緣子的全過程管理，包括加強(qiáng)檢測力度，嚴(yán)格質(zhì)量檢查等。對于已經(jīng)掛網(wǎng)使用的絕緣子應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照我國現(xiàn)行的《架空線路運(yùn)行規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定對其進(jìn)行定期檢測，及時更換不合格產(chǎn)品和故障產(chǎn)品，并對其劣化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2.7.2 采用差絕緣方法

這種方法常用于經(jīng)消弧線圈接地或者中性點(diǎn)不接地并且對于導(dǎo)線要求為三角形排列的輸電線路系統(tǒng)。所謂差絕緣方法，就是指在同一個基桿塔上，三相絕緣不同，下面的兩相比最上面的一相要各增加一枚絕緣子，而當(dāng)桿塔或者上導(dǎo)線發(fā)生雷擊時，先擊穿絕緣較弱的上導(dǎo)線，然后再流經(jīng)桿塔導(dǎo)入大地，不會發(fā)生兩相閃絡(luò)現(xiàn)象。據(jù)可靠數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，采用了該方法后，同等級輸電線路的耐雷水平能夠提高24%左右。

2.7.3 采用不平衡絕緣方法

由于供電或者其他方面的輸電要求，目前我國有很多地區(qū)都采用了同桿塔搭設(shè)雙回路輸電線路的設(shè)計，并且數(shù)量呈上升趨勢。這就導(dǎo)致了有些線路僅采用一般的防雷措施根本無法保證防雷需要，這時就可以采用不平和絕緣方法。這種方法能夠保證當(dāng)雙線路中的一條發(fā)生雷擊跳閘時，不會干擾另一條線路。這種防雷方法的應(yīng)用原理就是兩條線路的絕緣子數(shù)量并不相同，絕緣子數(shù)量較少的線路首先發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，閃絡(luò)后其就成為一條避雷線，對另一條線路產(chǎn)生耦合作用。通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用該方法后，輸電線路的跳閘率僅為未采用該方法的三分之一。

2.8 加設(shè)塔頂預(yù)防雷擊拉線

加設(shè)塔頂預(yù)防雷擊拉線能夠屏蔽和分流雷電流，降低了發(fā)生電流反擊的幾率；并且發(fā)生雷擊時，雷電流首先觸及預(yù)防拉線，降低繞擊的幾率。根據(jù)對我國某條線路的雷電流的幅值近20年類的數(shù)據(jù)實(shí)測統(tǒng)計分析，當(dāng)桿塔頂部遭受雷擊時，塔頂加設(shè)的預(yù)防拉線能夠使其分流系數(shù)降低1.5倍，換言之，即耐雷水平增加了1.5倍。

2.9 安裝耦合地線

對于雷擊發(fā)生頻率較高的地段，如果桿塔的接地電阻值受限難以降低時，可以再導(dǎo)線的下方增設(shè)一條耦合地線。盡管這條架空線路不能降低繞擊率，但其連接了改桿塔地網(wǎng)和相鄰的桿塔地網(wǎng)，換言之，即相當(dāng)于增加了連續(xù)接地體，當(dāng)發(fā)生雷擊反擊時，增大了分流系數(shù)和耦合系數(shù)，進(jìn)而減少了桿塔的接地電阻值，避免了閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。這種方法能夠使經(jīng)常遭受雷擊的線路跳閘率降低了二分之一。

2.10 采用雷電定位系統(tǒng)

雷電定位系統(tǒng)能夠?qū)纂妼?shí)行實(shí)時監(jiān)測，能夠準(zhǔn)確的定位發(fā)生雷擊跳閘的桿塔位置，幫助檢修人員及時發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，大大減少了查找故障的時間，及時恢復(fù)供電。并且，該系統(tǒng)還能給對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，提高了防雷工作的效率。

3 結(jié)束語

由于雷電現(xiàn)象復(fù)雜且分散，隨機(jī)性強(qiáng)，其危害不能夠完全消除和避免，因此就必須抓住關(guān)鍵點(diǎn)，依靠專業(yè)人員的不懈努力和探索，綜合采用多種防雷方法和措施，并考慮輸電線路經(jīng)過的地區(qū)的雷電的活動強(qiáng)度、頻率、地形、地貌等多方面因素，將雷電危害降至最低，保證輸電線路的安全運(yùn)行。

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