送電架空線路的雷擊跳閘原因及防雷措施分析

臺運福，林樂，許萬里

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020）

送電架空線路的雷擊跳閘原因及防雷措施分析

臺運福，林樂，許萬里

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020）

輸電線路作為電網(wǎng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著安全輸送電能的主要任務(wù)。但是其安全性保障往往會受到一些因素的影響，近年來，電網(wǎng)安全事故中因為雷擊事件造成的電網(wǎng)危害事件不斷增加，對電網(wǎng)的安全運行造成了嚴(yán)重的影響。雷擊事件的發(fā)生不僅會影響到電網(wǎng)的正常運行狀況，還造成很多電力設(shè)備的損壞。因此，對輸電線路雷擊跳閘的原因進(jìn)行分析是非常必要的。本文通過對送電架空線路的雷擊跳閘原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)一步探討解決輸電線路雷擊跳閘故障的具體措施。

送電架空線路；雷擊跳閘；原因；防雷措施

架空送電線路作為電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，由于長時間的暴露在自然環(huán)境下，從而導(dǎo)致線路受外界影響嚴(yán)重，給線路的正常運行埋下了安全隱患。造成線路安全事故的一些主要原因就是自然災(zāi)害當(dāng)中的雷擊事件。架空線路經(jīng)過的地方大都是空無一人的山野，外加送電線路較長，遭受雷擊的可能性比較大，因此，避免線路遭受雷擊出現(xiàn)跳閘事故是保障整個輸電線路安全運行的關(guān)鍵所在。

1 送電架空線路的雷擊跳閘原因分析

（1）送電線路繞擊造成線路跳閘。通常情況下，送電線路遭受雷擊事故的主要原因有四點，首先是與線路絕緣子50%的放電電壓有關(guān)，其次是與架空地線有關(guān)，緊接著是與雷電流強(qiáng)度有關(guān)，最后一個因素是與桿塔的接地電阻大小有關(guān)。因此，在設(shè)計高壓送電線路時候，避雷方式的選擇首先應(yīng)該考慮到高壓送電線路遭受雷擊出現(xiàn)跳閘的主要原因。送電線路繞擊造成的線路跳閘是其中一個主要原因，根據(jù)送電線路的有關(guān)運行檢驗可知，雷電繞擊率與多種因素有關(guān)，包括避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角以及地質(zhì)地貌條件，同時也包括桿塔的高度以及高壓輸送線路經(jīng)過的具體地形。通常情況下，山區(qū)高壓送電線路遭受雷擊的機(jī)率大于平地高壓送電線路的繞擊率。因為山區(qū)的輸電線路在設(shè)計過程中會有較大的跨度，線路之間的高差也比較大，這種現(xiàn)象剛好造成整個線路耐雷擊的能力比較薄弱，在一些雷電活動比較強(qiáng)烈的地區(qū)，這一階段的線路就更容易遭受雷電的損害，線路跳閘現(xiàn)象自然也是常有出現(xiàn)。

（2）感應(yīng)過電壓的產(chǎn)生造成線路跳閘。在雷電天氣下，如果雷電擊中輸電線路的桿塔頂部或者是擊中避雷線時，雷電的電流就會流過塔體甚至是流過接地體，促使整個桿塔的電位不斷上升，這樣一來，整個線路的相導(dǎo)線上就會產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。在升高塔體電位以及相導(dǎo)線時，感應(yīng)電壓合成的電位差就會超過高壓送電線路電壓值，導(dǎo)致導(dǎo)線與桿塔之間出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，這種閃絡(luò)也就是反擊閃絡(luò)。如果降低桿塔的接地電阻、減小分流系數(shù)或者是通過提高桿塔耦合系統(tǒng)的方式就可以增強(qiáng)送電線路的耐雷擊水平。但是在實際工作中，我們重點考慮的內(nèi)容是降低桿塔接地電阻，通過提高耦合系數(shù)的方式來增強(qiáng)線路的耐雷擊水平。

2 送電架空線路的具體防雷措施分析

（1）通過架設(shè)避雷線的方式避免線路遭受雷擊跳閘。雷電放電是一種常見的自然現(xiàn)象，人為的力量是難以制止這種事件的發(fā)生，因此，我們只能夠通過一系列有效的方式將雷電的損壞降至最低，設(shè)法去躲避或者是限制雷電的危害性，架設(shè)避雷線就是防止雷電的一種有效方法。同時，避雷線的架設(shè)也是輸電線路防雷的一種最基本的措施。避雷線的主要作用就是防止雷電擊中導(dǎo)線，同時還能夠?qū)糁袟U塔的雷電實施分流，使得塔頂?shù)碾娢恢饾u降低，通過避雷線與輸電線路導(dǎo)線之間的耦合作用能夠降低雷擊桿塔時絕緣子串上的電壓，同時還能夠屏蔽導(dǎo)線，使得導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓降至最低。就現(xiàn)在輸電線路的運行狀況來看，35KV的公用變線路逐漸減少，專用線路不斷增加，這也使得線路運行系統(tǒng)的可靠性要求逐漸提升，需要全線架設(shè)避雷線。尤其是對于一些重要線路以及經(jīng)過雷區(qū)的線路可以實施全線架設(shè)避雷線的方式。在避雷線的架設(shè)過程中應(yīng)該注意，縮小避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角，甚至可以采取負(fù)保護(hù)角措施，如果將保護(hù)角的角度保持在5°左右，這樣一來，就會大大降低繞擊雷的概率，從而保護(hù)線路的安全運行。

（2）加強(qiáng)輸電線路的絕緣性能。一些特殊的輸電線路需要跨越河流、高速公路等地段，這時候采用的桿塔通常也是大跨度的高桿塔，桿塔高度也會增加桿塔遭受雷擊的機(jī)會。高塔落雷時由于塔頂?shù)碾娢惠^高，感應(yīng)過電壓增加，從而使得塔頂受繞擊的概率也就不斷增加。為了減少輸電線路的跳閘概率，可以通過在高桿塔上增加絕緣子串片數(shù)的方式加大導(dǎo)線與地線之間的跨越距離，從而增強(qiáng)整個線路的絕緣性能。對于35kV以下的線路可以選擇采用瓷絕緣子來沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子，這樣就能夠降低雷擊導(dǎo)致線路的跳閘率。此外，還可以采用線路調(diào)高的方式來增加絕緣子的片數(shù)，從而使得整個輸電線路的絕緣水平得到提升，最終使得線路的雷擊跳閘率降低。但是選擇線路調(diào)高的方式應(yīng)該根據(jù)輸電線路的實際運行狀況進(jìn)行選擇，不能夠盲目的進(jìn)行線路調(diào)爬，如果設(shè)置過高的線路絕緣水平，反而容易導(dǎo)致線路以及變電設(shè)備的絕緣失配，給雷電侵入預(yù)留了較大的空間，這樣一來，大量的雷電就會侵入變電站當(dāng)中，造成整個變電站設(shè)備的損壞，增加設(shè)備投資的成本。

（3）在輸電線路的側(cè)面安裝避雷針。對線路雷擊事件進(jìn)行大量分析，從中發(fā)現(xiàn)，線路的繞擊耐雷水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于線路的直擊和反擊耐雷水平。一般情況下，地線和桿塔吸引的雷電都是弱雷，這些弱雷電在直擊地線和桿塔時不會對線路造成較大的損害，但是，一旦弱雷電繞行擊中導(dǎo)線，就會造成整個線路的損壞，導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象。減小雷擊的保護(hù)角就會減輕雷擊事件的威脅，但是在較小保護(hù)角比較困難的情況下，在地線或者是桿塔側(cè)面加裝避雷針反而是一種較好的防雷措施。選擇這種方式防雷電的主要原因在于避雷針與避雷線相比較，更容易產(chǎn)生迎面放電的效應(yīng)，這樣就能夠提高地線以及桿塔的吸雷能力。此外，也可以在地線以及桿塔的水平方向裝設(shè)短小的避雷針，能夠吸引低空間繞行跳閘的弱雷，同時還能夠增加高空間強(qiáng)雷的吸引力。側(cè)面裝設(shè)避雷針不僅具有較高的經(jīng)濟(jì)性能，同時裝設(shè)方法還比較簡單，但是在避雷針安裝的過程中應(yīng)該注意根據(jù)桿塔的尺寸確定避雷針的安裝位置。

3 結(jié)語

架空線路的避雷設(shè)計應(yīng)該從工程設(shè)計初期階段進(jìn)行考慮，根據(jù)工程實際狀況選擇符合施工要求的接地網(wǎng)。在避雷設(shè)計過程中考慮到輸電線路遭受雷擊后的活動水平，同時還應(yīng)該綜合考慮避雷設(shè)計的功能以及桿塔底部土壤的電阻率。

為了避免雷電災(zāi)害對電網(wǎng)造成的故障，在避雷設(shè)計中應(yīng)該考慮雷電活動區(qū)域內(nèi)的地形特征，然后結(jié)合高壓送電線路的運行經(jīng)驗進(jìn)行防雷設(shè)計，從而減少雷電對線路的危害，增強(qiáng)線路的耐雷擊水平，保障送電送架空線路的正常運行。

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1671-0711（2016）10（上）-0053-02