輸電線路雷電污閃分析及防范對(duì)策

邱堂胤（國網(wǎng)湖北省電力公司荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

輸電線路雷電污閃分析及防范對(duì)策

邱堂胤（國網(wǎng)湖北省電力公司荊州供電公司檢修分公司，湖北荊州434000）

目前我國輸電線路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及實(shí)際運(yùn)行過程中，線路雷電污閃問題頻發(fā)，為確保輸電線路穩(wěn)定可靠運(yùn)行，降低因線路故障引起的損耗，滿足用電需求，提高輸電效率，加強(qiáng)雷電污閃防范手段。本文總結(jié)了引起雷電污閃的原因，并針對(duì)當(dāng)前雷電污閃現(xiàn)狀提出有效的防治對(duì)策。

輸電線路；雷電；污閃；分析；防范對(duì)策

1 前言

由于電氣設(shè)備絕緣表面長期暴露于大氣中，在潮濕條件下表面附著的污穢物中可溶的部分會(huì)逐漸溶于水，形成一層導(dǎo)電膜，極大降低絕緣子的絕緣水平，在雷電發(fā)生時(shí)，出現(xiàn)放電現(xiàn)象，稱之為污閃，會(huì)影響輸電線路安全供電，嚴(yán)重者引發(fā)電力安全事故，所以做好輸電線路絕緣子防污閃工作意義重大，在輸電線路的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行過程中雖然線路絕緣水平已相當(dāng)高，使用技術(shù)不斷改進(jìn)，使用裝置不斷更新，雷電污閃事故仍時(shí)有發(fā)生，就需要深度分析雷電污閃故障產(chǎn)生的原因，采取切實(shí)可行的預(yù)防和解決措施，有效的控制污閃問題，確保輸電電網(wǎng)安全運(yùn)營為電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，促進(jìn)我國電力事業(yè)快速發(fā)展。

2 雷電污閃產(chǎn)生的主要原因

在雷電的影響下，會(huì)使輸電線路出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，受到污染的絕緣子易發(fā)生閃絡(luò)，輸電線路運(yùn)行過程中的一些過電壓操作也易引發(fā)污閃，需要加強(qiáng)輸電線路的防雷工作，采用合理的操作過電壓防范措施。

2.1 輸電線路絕緣子污染

當(dāng)代世界氣象條件越來越惡劣，大氣中廢煙氣及微塵加劇，各地氣候不一，冰雹雨雪覆蓋，使絕緣子時(shí)而凍結(jié)或融化，導(dǎo)致污閃電壓得以提高，個(gè)別地區(qū)在酸性污穢物酸霧及酸雨影響下，輸電線路電導(dǎo)率發(fā)生較大變化，致使絕緣子閃絡(luò)電壓降低，鳥糞等堆積導(dǎo)致絕緣子污穢，致使爬距縮短或造成短路，以上現(xiàn)象都極易出現(xiàn)閃絡(luò)事故。

2.2 絕緣子耐受電壓大于運(yùn)行電壓

依據(jù)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，高壓輸電線路上使用的絕緣子必須進(jìn)行雷電全波沖擊和工頻1min濕耐受電壓試驗(yàn)、成串熱機(jī)電性能試驗(yàn)等嚴(yán)格質(zhì)檢和試驗(yàn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)絕緣子耐壓要求，實(shí)際中的運(yùn)行電壓遠(yuǎn)小于絕緣子耐受電壓。但是由于污穢堆積，大部分絕緣子更容易被擊穿，發(fā)生閃絡(luò)、掉串或炸裂事故。

2.3 桿塔接地電阻影響

從輸電線路的地理環(huán)境綜合影響因素分析，由于部分地區(qū)土壤的電阻率較高，桿塔接地電阻偏大，極易引起反擊跳閘，降低桿塔的接地電阻也是十分必要的防護(hù)措施。雷電落于避雷線上后，雷電流沿著避雷線流流入桿塔中，因桿塔接地電阻高，塔頂電位增加，當(dāng)電位達(dá)到臨界值時(shí)，輸電線路絕緣發(fā)生反擊，導(dǎo)致絕緣子串閃絡(luò)。部分桿塔接地電阻在實(shí)際施工中并沒有達(dá)到要求的設(shè)計(jì)值，桿塔接地電阻降阻劑在長期的運(yùn)行期間可能造成流失，使得接地電阻高，在雷雨天氣里則造成雷電反擊。絕緣子串自身污穢堆積致使輸電線路耐壓水平降低，雨天情況下污穢絕緣子由于污層濕潤，遭受雷擊時(shí)引發(fā)絕緣子閃絡(luò)，造成污穢跳閘。另外，雷電直擊時(shí)可承受短時(shí)雷過電壓而暫時(shí)沒有發(fā)生擊穿現(xiàn)象，但處于易被擊穿的放電平衡狀態(tài)，若存在長時(shí)間持續(xù)而電壓并不高的工頻續(xù)流，則也極易被擊穿。

2.4 桿塔跳閘影響

從輸電線路所處的氣候和地理環(huán)境分析，在雷電作用的情況下，輸電線路發(fā)生一定的雷擊跳閘是不可避免，由于我國地貌地勢復(fù)雜，各地區(qū)有一定的雷電活動(dòng)周期和規(guī)律，而供電線路遍布全國，雖然部分山腳地區(qū)的桿塔不會(huì)遭受雷電直擊，但是也會(huì)發(fā)生絕緣子串放電的現(xiàn)象。在高山、江河湖泊叢橫等地區(qū)易形成雷云暴雨天氣，絕緣子表面出現(xiàn)導(dǎo)電層，絕緣子污層被浸濕，易產(chǎn)生閃弧，同時(shí)又承受長時(shí)間持續(xù)電壓并不高的工頻續(xù)流，絕緣子污層就會(huì)被擊穿引發(fā)跳閘。

3 避免輸電線路雷電污閃的有效措施

為避免輸電線路雷電污閃，則要加強(qiáng)對(duì)輸電線路的防雷工作，減少輸電線路雷擊故障，可以針對(duì)故障特征采取相應(yīng)的措施。

3.1 統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

通過雷電定位系統(tǒng)收集不同年份落雷分布、地閃密度分布及雷電流強(qiáng)度，結(jié)合線路結(jié)構(gòu)、地質(zhì)地勢、地形地貌等實(shí)際信息，綜合分析引發(fā)線路雷擊故障原因，研究其內(nèi)在規(guī)律，結(jié)合歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)，繪制并逐步完善電網(wǎng)雷電區(qū)域分布圖，因地制宜進(jìn)行多種防雷設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用防雷措施。

3.2 加強(qiáng)輸電線路絕緣

3.2.1 合理選用絕緣子

絕緣子在使用時(shí)，絕緣子外觀形狀影響積污量和絕緣子周圍的氣流特性，絕緣子外形較為光滑時(shí)，表面渦流不易形成，減少積污量，目前雙傘性防污絕緣子具有較好的表面光滑性，裙邊存在一定的傾斜度，渦流區(qū)較小，不易積聚污穢，在我國普遍應(yīng)用。

3.2.2 定期檢查和清潔維護(hù)

為確保輸電線路良好運(yùn)行，工作人員應(yīng)針對(duì)輸電線路各方面情況定期登桿檢查，記錄備案，為后續(xù)工作提供參考。在污閃季節(jié)前夕，對(duì)輸電線路的上絕緣子定期清掃，降低污閃事故發(fā)生頻率，絕緣子串應(yīng)定期測零，及時(shí)更換，避免發(fā)生絕緣子污閃事故，提升防污閃水平。

3.2.3 科學(xué)運(yùn)用防污閃涂料

表面噴涂RTV涂料是解決絕緣子污閃問題的有效措施，其具有憎水性，絕緣子表面涂刷RTV后出現(xiàn)緊密薄膜，避免和減少污層濕潤，電壓分布比較均勻，長效免維護(hù)，實(shí)施簡單，節(jié)約資金。

3.2.4 調(diào)整外絕緣爬距

在輸電線路中原有絕緣子串上增加了絕緣子片數(shù)，這樣絕緣子表面的泄漏距離增加，爬電距離增加，提高泄漏比距，可有效控制泄漏電流，增加閃絡(luò)電壓，避免閃絡(luò)事故發(fā)生。

3.2.5 改造懸掛方式

目前運(yùn)行的輸電線路中，普遍使用的是懸式絕緣子，如果進(jìn)行全部更換，浪費(fèi)人力和物資，可以根據(jù)線路的實(shí)際情況進(jìn)行狀態(tài)加強(qiáng)，可以選擇V串模式安裝絕緣子，充分降低垂直荷載量，節(jié)約通道，提高耐污閃電壓，減少跳閘事故。

3.3 安裝防雷輔助設(shè)施

安裝可控避雷針、塔頂多針系統(tǒng)、線路型避雷器、耦合或旁路架空地線等防雷輔助設(shè)施，加裝線路故障磁鋼記錄器、避雷器動(dòng)作記錄儀等監(jiān)測裝置，針對(duì)雷擊點(diǎn)安裝防雷輔助設(shè)施。

3.3.1 降低線路桿塔接地裝置的電阻

桿塔接地電阻與雷電反擊率關(guān)系密切，接地電阻越大，土壤電阻率越高，發(fā)生雷電反擊的頻率越高，線路桿塔接地裝置電阻的降低可以顯著提高線路桿塔耐雷水平，雷擊跳閘率下降，主要降低接地體散流電阻，確保接地體的焊接質(zhì)量、射線長度及敷設(shè)深度、確?；炷翖U塔引下線部分泄流暢通。

3.3.2 安裝避雷線

避雷線可屏蔽導(dǎo)線，防止雷直擊導(dǎo)線，通過耦合作用降低感應(yīng)過電壓，分流雷電流降低塔頂電位，針對(duì)產(chǎn)生雷電繞擊的桿塔，適當(dāng)減小避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角，可以提高避雷線屏蔽導(dǎo)線效果，減小繞擊率。

3.3.3 加裝桿塔拉線或耦合地線

結(jié)合反擊和繞擊的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，針對(duì)經(jīng)常受雷害侵襲出現(xiàn)雷電反擊故障的桿段，若很難降低接地電阻時(shí)，可在導(dǎo)線下方加裝桿塔拉線或耦合地線，減小桿塔波阻抗，起到分流作用。3.3.4 安裝線路避雷器

線路避雷器通常并聯(lián)于絕緣子串上，當(dāng)雷擊在輸電線路時(shí)，雷擊過電壓可能會(huì)擊穿輸電線路避雷器的間隙，氧化鋅閥片具有非線性特征，能夠迅速切斷電弧，避免線路出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

3.3.5 采用側(cè)向避雷針或多針系統(tǒng)

在輸電線路絕緣子上安裝側(cè)向避雷針，或在塔頂加裝多針系統(tǒng)防雷裝置后，相當(dāng)于向外拓展塔頭附近避雷線，均能一定程度上減少雷電繞擊。

3.4 適當(dāng)降低電網(wǎng)電壓

由于自然環(huán)境或人工污染造成的絕緣子污染，會(huì)使放電電壓會(huì)隨著污染程度的增加而不斷地下降，絕緣子交流污閃電壓與串長成線性關(guān)系，在大霧等某些特定條件當(dāng)輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)整有載調(diào)壓裝置或提高發(fā)電廠功率因數(shù)，適當(dāng)降低電網(wǎng)電壓水平是一種有效的防污措施。

4 結(jié)語

輸電線路是電力企業(yè)輸電系統(tǒng)中的核心部分，關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和質(zhì)量，由于環(huán)境問題日漸惡劣，輸電線路運(yùn)行中無法避免灰塵污穢影響，輸電線路上絕緣子污染問題嚴(yán)重，容易導(dǎo)致污閃，造成電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，影響生活生產(chǎn)，防污閃措施重在必行，是一個(gè)長期持續(xù)的過程，其規(guī)律性難以準(zhǔn)確掌握，需要不斷摸索實(shí)踐，探尋新技術(shù)和新工藝，應(yīng)深入分析污閃的本質(zhì)性原因，全面落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)及安全措施，提升防污閃水平，避免甚至杜絕一系列污閃現(xiàn)象的發(fā)生，確保輸電網(wǎng)絡(luò)安全可靠正常運(yùn)行。

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[2]鄧世聰，劉 庭，李漢明，等．110kV架空輸電線路復(fù)合材料桿塔的材料、電氣和機(jī)械特性試驗(yàn)[J]．南方電網(wǎng)技術(shù)，2012.

TM862

A

2095-2066（2016）35-0036-02

2016-11-9

邱堂胤（1989-），男，本科，主要從事輸電線路運(yùn)維檢修工作。