山區(qū)500kV輸電線路運(yùn)行中的防雷措施及效果

【摘要】本文就目前我國山區(qū)500kV輸電線路運(yùn)行中常用的防雷措施進(jìn)行了闡述，并對其效果進(jìn)行分析，結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)500kV輸電線路的運(yùn)行實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防雷改進(jìn)措施或新型防雷保護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；防雷措施；山區(qū)

1、輸電線路的防雷保護(hù)措施

超高壓架空輸電線路防雷的基本任務(wù)是采用技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上合理的措施，將雷擊事故減少到可以接受的程度，以保證供電的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。在確定輸電線路的防雷方式時(shí)，應(yīng)全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特征、土壤電阻率的高低等條件，并結(jié)合當(dāng)?shù)卦芯€路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而確定出合理的保護(hù)措施。

具體的防雷保護(hù)措施一般有以下各項(xiàng)。

（1）合理選擇輸電線路路徑

大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區(qū)，或稱為易擊區(qū)。線路若能避開易擊區(qū)，或?qū)σ讚魠^(qū)線段加強(qiáng)保護(hù)，則是防止雷害的根本措施。

（2）架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也愈低。因此規(guī)程規(guī)定，220kV及以上電壓等級的輸電線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線，110kV線路一般也應(yīng)全線架設(shè)避雷線。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，500kV及以上電壓等級的輸電線路應(yīng)全線架設(shè)雙避雷線，山區(qū)的220kV線路也要采用雙避雷線。

為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果，保證雷電不致繞過避雷線而直接命中導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)減小繞擊率。避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些，一般采用150～250。220kV雙避雷線線路應(yīng)做到200以下，500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線，保護(hù)角在100～150以下，甚至用負(fù)的保護(hù)角。

（3）降低桿塔接地電阻

避雷線與塔腳電阻相配合，在雷擊時(shí)能夠起到大幅度降壓的作用，故而對110 kV以上的混凝土桿或鐵塔線路，是一種最有效的防護(hù)措施。在確定降低高土壤電阻率地區(qū)接地電阻的具體措施時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卦羞\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、氣候狀況、地形地貌的特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等條件進(jìn)行全面、綜合分析，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定，因地制宜地選擇合理的方法。這樣，既可保障線路、設(shè)備的正常運(yùn)行，又可避免接地裝置工程投資過高情況的發(fā)生。

（4）架設(shè)耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，可采用架設(shè)耦合地線的措施，即在導(dǎo)線下方（或附近）再架設(shè)一條地線。它的作用主要有以下方面：

1）加強(qiáng)避雷線與導(dǎo)線間的耦合，從而減少絕緣子串兩端電壓的反擊電壓和感應(yīng)電壓的分量；

2）增加了雷擊塔頂時(shí)向相鄰桿塔分流的雷電流。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，耦合地線對減小雷擊跳閘率的效果是顯著的，尤其在山區(qū)的輸電線路其效果更為明顯。我國曾對110kV和220kV有避雷線線路采用過加裝耦合地線的做法。架設(shè)耦合地線后，線路的跳閘率明顯降低，跳閘率平均可以降低50%左右，從而可以保證線路的正常運(yùn)行。

2、線路實(shí)際運(yùn)行情況

內(nèi)蒙古地區(qū)整體海拔高度較高，超高壓輸電線路多架設(shè)在曠野、山區(qū)等人煙稀少的地方，再加上風(fēng)沙情況相當(dāng)嚴(yán)重，所以導(dǎo)致了雷擊跳閘事故發(fā)生率的居高不下。

位于山區(qū)的輸電線路，可采用多種防雷措施以提高線路的耐雷水平。

（1）增加避雷線可以有效的降低雷擊跳閘率，但是某些地段由于特殊的地理環(huán)境繞擊率偏高。

（2）降低桿塔接地電阻在有些山區(qū)、高土壤電阻率地區(qū)也難以實(shí)現(xiàn)。

（3）加裝耦合地線在山區(qū)實(shí)施時(shí)難度很大，一般情況下很少采用。

內(nèi)蒙古山區(qū)的500kV輸電線路，綜合地理位置、氣象情況及經(jīng)濟(jì)性考慮，現(xiàn)在一般采用：①全線架設(shè)雙避雷線；②桿塔地線對邊導(dǎo)線保護(hù)角100～150；③在每基桿塔上安裝人工接地體。

內(nèi)蒙古地區(qū)包旗、包新、永旗線都為2006年以后施工建設(shè)起來的500kV線路，但已發(fā)生多次雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象，如表2所示?？芍览仔Ч伙@著，尤其是繞擊雷害比率的不斷上升，需要一種有效、方便、經(jīng)濟(jì)的防雷措施。

3、小結(jié)

總之，由于現(xiàn)有的防雷技術(shù)本身的不足和實(shí)際地理環(huán)境的影響，架空送電線路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，像內(nèi)蒙古地區(qū)還相當(dāng)高。雷電隨機(jī)性大，雷擊線路又屬于小概率事件，受投資的限制，很難花費(fèi)巨額投資防止小概率事件的發(fā)生。因此，進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防雷改進(jìn)措施或新型防雷保護(hù)措施是很有必要的。