架空輸電線路防雷措施的研究

李保生

國網(wǎng)萊蕪供電公司

架空輸電線路防雷措施的研究

李保生

國網(wǎng)萊蕪供電公司

雷電活動具有很強的分散性，活動規(guī)律也比較復雜，對線路造成的危害不可能完全消除和避免。在輸電線路的防護工作中雷擊現(xiàn)象可以利用防雷技術(shù)有效減少，但是卻不能徹底杜絕。對此，電力工作者必須要對其進行實地考察和分析，根據(jù)不同地區(qū)雷擊類型的不同選擇合理的防雷技術(shù)，同時根據(jù)實際需要對其進行適當更新和改進，有效降低雷擊發(fā)生率，保證輸電線路運行的安全性。因此梳理分析雷害的種類和原因，提出可操作的防護措施，最大限度地減少雷害造成的損失，就顯得尤為必要。

架空輸電線路；防雷；措施

引言：

對于整個電力系統(tǒng)來說，架空輸電線路是其中非常重要的組成部分。由于其主要采取裸導線的方式暴露在整個自然環(huán)境之中，比較容易受到自然環(huán)境因素的影響甚至損害。其中，雷擊又是造成輸電線路損害的最重要因素之一。在雷雨天氣，架空輸電線路容易遭受雷擊引起停電事故，對線路供電的可靠性造成嚴重影響。對架空輸電線路進行防雷工作是非常重要的。而如何針對當前架空輸電線路防雷存在的一些問題，采取更有效的防雷具體措施則是確保輸電線路可靠、安全運行的重中之重。

1.雷擊對架空輸電線路的危害

在我國，長途輸電線路多數(shù)都是架空敷設(shè)的。架空的輸電線路多數(shù)都采用裸線。由于裸線民期暴露在大自然的風風雨雨中，所以極易受到外界的影響而損壞，其中對線路損壞的最大因素就是雷擊。因為架空輸電線路架設(shè)的路徑多數(shù)為曠野和山區(qū)，這些地區(qū)本來就是雷雨的多發(fā)區(qū)，再加上輸電線路多是裸線，本身帶電，并有極高的導電性，是引發(fā)雷擊的主要目標。架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷4個階段：輸電線路受到雷電過電壓的作用;輸電線路發(fā)生閃絡(luò);輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓;線路跳閘，供電中斷。

2.不同雷擊的成因

經(jīng)過多年的研究可以得知，雷擊現(xiàn)象在不同地區(qū)的發(fā)生率也是不同的，其雷電類型也有所差異，因此，在考慮防雷措施的時候必須要全面分析到所有雷電的類型，進行針對性的防護。

2.1 雷擊閃電

雷擊閃電是因為過電壓將放電通道建立在了線路桿塔上，主要是由于雷云放電造成的，其結(jié)果可導致雷電直接擊穿線路絕緣體。這種過電壓一般分為兩種，分別是感應雷過電壓和直擊雷過電壓。從本質(zhì)上來說雷電發(fā)生后必須要建立一個放電通道來將雷電釋放到大地中，如果雷電在建立放電通道的時候出現(xiàn)問題，那么就會造成雷擊現(xiàn)象，由此可見，接地裝置的完好性和實用性直接決定著是否會導致雷擊出現(xiàn)。

2.2 直擊雷

一般情況下輸電線路遭受的雷擊基本上都是直擊雷電，直擊雷可以分為兩種，分別是繞擊和反擊。因此，在實施防雷措施的時候一定要分析好直擊雷類型，選擇合理的防雷方案。

(1)反擊雷。反擊雷在生活中也是比較常見的，絕大多數(shù)時候都與桿塔接地電阻以及絕緣體強度有著直接的關(guān)系。一旦絕緣出現(xiàn)弱相的情況，就很容易遭受反擊雷。

(2)繞擊雷。繞擊雷主要是由于雷電并沒有經(jīng)過避雷線而是將其繞過并擊中了導線產(chǎn)生的，絕大多數(shù)情況下，其主要影響因素為：電線桿塔高度、防雷線路、地形等。

3.當前架空輸電線路防雷存在的問題

3.1 線路絕緣問題

輸電線路的耐雷水平主要受到絕緣子性能好壞的影響。當前，一些線路運行單位疏于對絕緣子進行全程管理，甚至造成一些未經(jīng)嚴格質(zhì)量檢驗的劣質(zhì)絕緣子掛網(wǎng)運行。即便掛網(wǎng)運行之后，也沒有定期按照相關(guān)規(guī)程來對一些絕緣子進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)和更換已經(jīng)劣化或是絕緣性能不滿足運行要求的絕緣子。所有這些因素都會造成線路絕緣出現(xiàn)問題，進而影響架空輸電線路的實際防雷效果。

3.2 安裝避雷針問題

架空輸電線路常用到的一項防雷措施就是安裝避雷針進行防雷。然而，在實際應用當中，卻容易暴露一些問題。有時，避雷針的不正確安裝使得線路遭受雷擊的概率增大。此外，避雷針的保護范圍也不夠大。避雷針具有引雷的作用，所以會增加受到雷擊的次數(shù)。雷電被吸引到避雷針上后，會沿著避雷針流入大地，這個過程會在周圍形成磁場并產(chǎn)生截應過電壓。當截應過電壓產(chǎn)生的作用大于被保護物的自然屏蔽裝置所起的屏蔽作用時，感應過電壓就會損壞被保護區(qū)內(nèi)的弱電設(shè)備。

4.架空輸電線路防雷措施

4.1 避雷器

避雷器設(shè)置在輸電線路上，避雷器的作用顧名思義，當雷電擊中輸電線路之后，避雷器將對雷電的瞬時大電流進行有效的轉(zhuǎn)移，防止了單一輸電線路的承受電流瞬間增大造成的故障，分流動作將部分電流轉(zhuǎn)移到相鄰桿塔，從而減輕了輸電線路的負擔，另外避雷器還可以將電流引入地下，從而避免遭受雷電沖擊波的影響。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過良導體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備得到保護。

4.2 設(shè)置藕合地埋線

藕合地埋線是連續(xù)伸長接地線并沿線路的走向，在地中再埋設(shè)一根到兩根接地線，并且還可以讓該接地線跟下一個基塔的接地裝置相連接，從而降低桿塔的接地電阻，進行防雷避雷的措施。地下所埋設(shè)的接地線，不僅起到了對雷電的分流作用，也起到了架空線的部分接地線的作用。因此又起到了避雷線的藕合作用。有數(shù)據(jù)記載顯示，在一個雷擊高發(fā)區(qū)，有20個基桿的架空輸電線路段，埋設(shè)了藕合地埋線后并一直處于正常工作狀態(tài)，在10年里只發(fā)生一次雷擊的故障。據(jù)統(tǒng)計，埋設(shè)耦合接地線可以使架空輸電線路雷擊的事故跳閘率降低40%，埋設(shè)藕合接地線明顯地提高了線路耐雷水平。這項防雷技術(shù)效果可靠，適用范圍廣泛，無論是遠距離還是近距離，無論是超高壓還是普通高壓的輸電線路都可以采用。

4.3 加裝塔頂防雷拉線

加裝塔頂防雷拉線主要起到兩個作用：分流和屏蔽。當桿塔頂部遭受雷擊時，雷電流的一部分是通過桿塔流入地里，另一部分則是通過防雷拉線流入地里，起到了分流的作用，可以在反擊電位降低的同時使得反擊的可能性減小。在對某條線路雷電流的多年實測發(fā)現(xiàn)，加裝塔頂防雷拉線可以有效降低塔身的分流系數(shù)，進而提高了線路的耐雷水平。同時，通過加裝的塔頂防雷拉線，使得線路在遭受雷擊時雷電流會優(yōu)先觸及防雷拉線，對導線具有一定的屏蔽作用，減小其受到繞擊的可能性，確保了輸電線路的安全穩(wěn)定運行。

4.4 加強絕緣強度同時進行不平衡絕緣

(1)對于雷擊多發(fā)地段，應該適當利用增加絕緣子片數(shù)量來提高絕緣強度。(2)目前桿塔建設(shè)中雙回線路的應用越來越多，以往傳統(tǒng)的防雷措施根本無法滿足當下要求，因此有必要采用不平衡絕緣。不平衡絕緣方式應用在雙回路線路中，當其中一回路開始閃絡(luò)后另一回路的耐雷性會大大提高，有效防止線路在受到雷擊之后出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，實現(xiàn)持續(xù)供電。

4.5 安裝可控放電避雷針

可控放電避雷針可有效降低雷電繞擊概率，應用前景廣泛，具有極高的推廣價值意義。在實際應用中，要將可控放避雷針應用在地形條件復雜的地區(qū)，這樣會使得使用效果更加明顯，在很大程度上可以代替大部分人工巡檢。但是其在使用方面也存在一定的范圍局限性，因此盡量選擇一些檔距比較小的路段使用。

4.6 降低桿塔接地電阻

作為最直接和有效的防雷措施之一，降低桿塔接地電阻的作用明顯。因為，對桿、塔頂?shù)碾娢桓叩陀绊懽钪苯雍完P(guān)鍵的因素就是接地電阻的阻值大小。過大的桿塔接地電阻會使桿、塔頂在遭受雷擊時電位升高過大，使線路受到反擊現(xiàn)象，破壞線路的絕緣性能。適宜的桿塔接地電阻能夠在遭到雷擊時，沒有破壞到線路的絕緣情況，并將大部分的雷電流導入人地，保障了輸電線路的安全、可靠運行。只有認識到接地和防雷工作的密切關(guān)系，并用來指導實際工作，才能提高輸電線路的防雷成效。

4.7 安裝自動重合閘及保護裝置

自動重合閘保護裝置也是防雷裝置中常用的一種。在防雷設(shè)計中安全自動重合閘保護裝置能夠在輸電線路遭受雷擊的時候自動跳閘，自動合閘能夠保證在雷電閃絡(luò)之后自動進行重合，決速恢復輸電線路的絕緣性能，因此，在架空輸電線路上安裝自動重合閘保護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間，提高輸電線路的安全性和穩(wěn)定性。長線路處于非全相運行時候線路的重合閘耗電量可達到常負荷電流的百分之四十。

5.結(jié)束語

架空輸電線路是我國輸電的主要方式，架空輸電線路的安全運行關(guān)系到千家萬戶，也關(guān)系到工業(yè)的發(fā)展，關(guān)乎著國民經(jīng)濟發(fā)展。自然界影響架空輸電線路安全運行的因素有很多，比如大風會破壞電桿的牢固，倒樹會砸斷輸電導線，冰凍會降低輸電線路的絕緣，等等。雷電對架空輸電線路的破壞是自然界里最大的，也是最多的，而且是不可預見的。探討架空輸電線路的防雷避雷技術(shù)和措施，對保證架空輸電線路的安全運行，保證人民群眾正常的生活用電和工業(yè)生產(chǎn)用電，都具有十分重要的意義。

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上接(第8 9頁)條件下該系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障，改進以往系統(tǒng)的防塵和防水缺陷，為110kv輸電線路的安全運行提供保障。這種導線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)具有適應性能強、自身缺陷小的明顯優(yōu)勢，加快110kv輸電線路的快速發(fā)展，為輸電線路工作人員解決了溫度差異的弊端問題，有助于提高110kv輸電線路的安全性能和穩(wěn)定性能。

3 、輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的管理

可以輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用，對輸電線路的安全具有非常重要的意義，可以有效保證輸電線路的止常運行，預防意外事故的發(fā)生。從各項監(jiān)測系統(tǒng)的應用情況就可以了解到在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要性但是對于這一系列的在線監(jiān)測系統(tǒng)，如何進行有效的管理，促使在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮出作用，

3.1 完善管理體制的建立

輸電線路穩(wěn)定安全的運行，其中少不了輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用。而要想在線監(jiān)測系統(tǒng)的作用充分的發(fā)揮出來，就需要對其進行良好的管理，并且在管理的過程中必須采取嚴格的管理方法與手段針對此為保證管理能夠發(fā)揮出應有的效果，促進在線監(jiān)測系統(tǒng)作用的發(fā)揮，其中完善管理體制的建立顯得非常重要。在制度明確的基礎(chǔ)上，才可以促使在線監(jiān)測系統(tǒng)運行的更加合理，并且在輸電線路中發(fā)揮出應有的作用，保證輸電線路的安全運行。從這就可以看出，完善體制的建立其實就是電力供應持續(xù)性的重要保證

3.2 確立應急方案

任何事故的發(fā)生都具有不可預測性，輸電線路事故同樣如此。了可以說輸電線路故障的發(fā)生屬于一項不具有規(guī)律性的活動。止是這樣的一種特點，必須輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)全天都處于運行狀態(tài)。事故的發(fā)生并不會受到時間、地點的影響。因此，在事故發(fā)生后，維修工作能否及時的處理并發(fā)揮出應有的效果，應急方案的確立顯得非常重要。根據(jù)己經(jīng)確立的應急方案，維修人員人員就可以快速的定位故障的發(fā)生因此，保證輸電線路的止常運行，確立應急反應方案顯得特別重要。應急方案的確立就可以促使輸電線路在線系統(tǒng)，針對故障發(fā)生的實際情祝，獲得有效的搶修機會，同時還可以保證在線監(jiān)測系統(tǒng)繼續(xù)對輸電線路止常的監(jiān)測。從這就可以充分了解到，應急方案的確立，可以保證在不耽誤止常搶修的同時，還可以促使在線監(jiān)測系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)測輸電線路。

4 、結(jié)語

近些年來，輸電線路線監(jiān)測系統(tǒng)在輸電線路中的逐步應用，輸電線路通過對線路運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，其有效的提高了線路的管理及故障預測事件的發(fā)生情況，從而最大限度的保證輸電線路的正常運行，降低故障發(fā)生率。

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