關(guān)于架空輸電線路有效防雷措施的探討

鄧益民（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心,浙江　建德　311600）

關(guān)于架空輸電線路有效防雷措施的探討

鄧益民
（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心,浙江建德311600）

架空輸電線路主要由接地裝置、絕緣子串、桿塔、架空地線以及導(dǎo)線等部分組成，在我國(guó)電力系統(tǒng)中承擔(dān)著傳輸電能的重任。架空輸電線路在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中，很容易遭受雷擊故障，造成大范圍的停電事故，嚴(yán)重影響人們的正常用電和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此必須采取有效的防雷措施，提高架空輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。本文分析了架空輸電線路雷擊跳閘故障，闡述了架空輸電線路的有效防雷措施。

架空輸電線路；防雷措施

由于架空輸電線路長(zhǎng)時(shí)間暴露在自然環(huán)境中，很容易受到外界自然因素的損害和影響。一旦架空輸電線路遭受雷擊，會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)線路的安全供電，因此相關(guān)電力部門應(yīng)高度重視雷擊危害，有針對(duì)性的采取措施，防止架空輸電線路發(fā)生雷擊跳閘，保障電網(wǎng)的供電可靠性和穩(wěn)定性。

1　架空輸電線路雷擊跳閘故障分析

雷擊活動(dòng)、地形地貌、接地電阻、絕緣強(qiáng)度、線路塔型等因素和架空輸電線路雷擊跳閘有著直接的關(guān)系。在架空輸電線路的運(yùn)行過(guò)程中，一旦架空輸電線路遭受雷擊，大量的雷電電流會(huì)通過(guò)架空輸電線路流入大地，大量的雷電電流使輸電線路電壓大幅度升高，降低輸電線路的絕緣性能，損害架空輸電線路的電力設(shè)備，并且容易發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，導(dǎo)致架空輸電線路跳閘和大范圍停電事故。

架空輸電線路從電廠將電能輸送到電力終端，在這個(gè)過(guò)程中需要面對(duì)各種復(fù)雜的氣候、地質(zhì)和地形條件，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，70%以上的架空輸電線路雷擊事故都發(fā)生山區(qū)。并且雷擊事故還和架空輸電線桿塔的位置、高度和地面坡度有著直接的關(guān)系[1]，桿塔高度越高，電感越大，雷擊電流流過(guò)輸電線路的電壓幅值越高，當(dāng)架空輸電線桿塔沿著山坡架設(shè)時(shí)，雷電繞擊次數(shù)明顯增多。架空輸電線路發(fā)生雷擊跳閘主要有兩種表現(xiàn)形式：直接雷擊形式和繞擊雷或感應(yīng)雷擊形式。直接雷擊是指架空輸電線路的桿塔或者線路直接被雷電擊中，導(dǎo)致架空輸電線路發(fā)生雷擊跳閘故障；繞擊雷或感應(yīng)雷擊是指當(dāng)雷擊在架空輸電線路桿塔或者附件地面時(shí)，在電磁感應(yīng)的作用下，雷電繞過(guò)避雷裝置沖擊輸電線路，引起架空輸電線路發(fā)生雷擊跳閘故障。

2　架空輸電線路的有效防雷措施

2.1架設(shè)避雷器

在架空輸電線路上架設(shè)避雷器，當(dāng)雷電擊中輸電線路時(shí)，避雷器可將一部分雷電流轉(zhuǎn)移到相鄰桿塔流入大地，如果雷電流較大，避雷器還可以加入分流動(dòng)作，使大量雷電流先經(jīng)過(guò)避雷器再流入桿塔引導(dǎo)地下。雷電流在流過(guò)輸電線路和避雷線時(shí)，受到輸電線路電磁感應(yīng)的影響，在避雷線和導(dǎo)線上會(huì)產(chǎn)生耦合分量，從而提高輸電線路的導(dǎo)線點(diǎn)位，使絕緣子的閃絡(luò)電壓大于塔頂和導(dǎo)線的電位差，這樣可避免輸電線路發(fā)生閃絡(luò)，減少架空輸電線路的雷擊跳閘故障。

2.2架設(shè)避雷線

在架空輸電線路中架設(shè)避雷線，可有效防止輸電線路直接遭受雷擊，減少流經(jīng)輸電線路的雷擊電流，發(fā)揮輸電線路的屏蔽和耦合作用，降低雷擊輸電線路時(shí)絕緣子串的電壓，降低輸電線路的感應(yīng)電壓，提高輸電線路的安全性。通常情況下，輸電線路的電壓越高，通過(guò)架設(shè)避雷線防止雷擊跳閘的效果越好，通過(guò)合理控制保護(hù)角，可發(fā)揮良好的避雷效果。例如，對(duì)500kV輸電線路架設(shè)避雷線，設(shè)置20度左右的保護(hù)角[2]，可有效減少500kV輸電線路的雷擊跳閘次數(shù)。另外，架空輸電線路想要減少雷擊跳閘事故，應(yīng)設(shè)置角度較小的保護(hù)角，適當(dāng)增加輸電線路的桿塔高度，并且在架設(shè)避雷線時(shí)還要適當(dāng)控制避雷線的位置和相鄰之間的距離，從而提高輸電線路的安全性。

2.3降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是一種非常有效并且直接的防雷措施，如果桿塔接地電阻較大，輸電線路在遭受雷擊時(shí)，桿塔頂部電位過(guò)高，容易對(duì)輸電線路產(chǎn)生雷電反擊。對(duì)于土壤電阻率較低的巖石、高山等區(qū)域，架空輸電線路要充分利用拉線或者桿塔基礎(chǔ)等接地方式，降低輸電線路的接地電阻；在土壤電阻率較高的區(qū)域，架空輸電線路可采用物理接地、混合接地、外引接地、連續(xù)伸長(zhǎng)接地、放射接地等多種方式，降低輸電線路的接地電阻。同時(shí)，可以適當(dāng)加長(zhǎng)輸電線路的接地極，在架空輸電線路經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘的位置，增設(shè)耦合地線，充分發(fā)揮其耦合作用和分流作用[3]，最大程度地降低輸電線路桿塔位置的接地電阻，提高輸電線路的安全性。另外，可以在架空輸電線路的桿塔位置適當(dāng)添加降阻劑，降阻劑可快速融入土壤中，擴(kuò)大地面土壤分散電流的范圍，減小桿塔位置的接地電阻，降阻劑可廣泛的應(yīng)用在一些山區(qū)的巖石地段和土壤電阻率較高的位置。

2.4提高輸電線路絕緣水平

絕緣子的性能對(duì)于架空輸電線路的防雷水平有著直接的影響，電力部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)絕緣子的質(zhì)量檢測(cè)和管理，嚴(yán)禁使用劣質(zhì)的絕緣子，對(duì)于輸電線路上的絕緣子，按照架空輸電線路運(yùn)行規(guī)范，定期檢測(cè)絕緣子性能，統(tǒng)計(jì)輸電線路中所有劣化的絕緣子，及時(shí)更換不合格的絕緣子，對(duì)于頻發(fā)雷擊事故的地區(qū)，可適當(dāng)增加輸電線路的絕緣配合，提高架空輸電線路的耐雷水平。

2.5安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置

在架空輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置，這也是一種常見的防雷設(shè)計(jì)。安裝上之后，即使輸電線路發(fā)生雷擊跳閘，自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置可以在雷電閃絡(luò)之后自動(dòng)進(jìn)行重合，快速恢復(fù)輸電線路的絕緣性能。因此在架空輸電線路上安裝自動(dòng)重合閘保護(hù)裝置，可以有效降低輸電線路發(fā)生雷擊故障，縮短雷擊跳閘故障時(shí)間，提高輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。

3　結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)架空輸電線路的雷擊故障，在規(guī)劃設(shè)計(jì)架空輸電線路時(shí)，應(yīng)充分考慮架空輸電線路所在區(qū)域的土壤電阻率、地形地貌、雷電天氣等情況，采取科學(xué)合理的防雷措施，有針對(duì)性的提高架空輸電線路的耐雷水平，保障輸電線路的供電安全，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)快速發(fā)展。

[1]王益軍.深圳電網(wǎng)高壓輸電線路綜合防雷措施探討及其雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用[D].河海大學(xué),2006.

[2]何澤斌.避雷器在架空輸電線路上的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué),2010.

[3]邱雪花.線路避雷器在輸電線路中的應(yīng)用與研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2007.

[4]林峰.在運(yùn)架空輸電線路雷害綜合治理方案研究[D].福州大學(xué),2009.

鄧益民（1983-），男，湖北黃梅人，學(xué)士，研究方向：輸配電線路。