500kV架空輸電線路防雷措施與應(yīng)用

李浩

【摘 要】架空輸電線路是電力工業(yè)發(fā)輸變?nèi)笾饕M成部分之一，架空輸電線路縱橫交錯(cuò)延綿不斷地分布在曠野上，而自然界氣候千變?nèi)f化使得輸電線路極易遭雷擊，如果防雷措施采用不當(dāng)可能引起絕緣子損壞、架空地線和輸電線路斷線、并造成線路跳閘雷擊時(shí)產(chǎn)生的侵入波過電壓傳入變電站，基于此，文章從500kV架空輸電線路防雷技術(shù)進(jìn)行研究，主要從線路避雷器的運(yùn)用、桿塔接地電阻的應(yīng)用以及側(cè)向避雷針的應(yīng)用三個(gè)方面論述了500kV架空輸電線路防雷技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】500kV 架空輸電線路 防雷

國民經(jīng)濟(jì)中最為重要的部門就是電力工業(yè)，它不僅是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國防發(fā)展的不可缺少的動(dòng)力，也同人民群眾的平常生活息息相關(guān)，要想發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)就必須首先發(fā)展電力工業(yè)，電力工業(yè)中發(fā)輸變?nèi)笾饕M成部分之一就是架空輸電線路，如果架空輸電線路遭到電擊就會(huì)導(dǎo)致站內(nèi)設(shè)備婚壞，從而引發(fā)重大事故，隨意必須對(duì)輸電線路采取防雷措施。

1輸電線路雷電干擾的成因

雷電就是在雷云間或者雷云及地念物體之間出現(xiàn)放電現(xiàn)象，前一種現(xiàn)象是云閃，后一種是地閃。地閃針對(duì)電力系統(tǒng)，尤其是輸電系統(tǒng)會(huì)造成很大的傷害，當(dāng)輸電線路被雷擊并絕緣被擊穿之后，就會(huì)導(dǎo)致相與地或相與相之間短路，由于500kV架空輸電線路是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，就會(huì)導(dǎo)致線路跳閘，導(dǎo)致線路停電或電網(wǎng)不穩(wěn)固，就會(huì)威脅到國民經(jīng)濟(jì)。而雷電的時(shí)候，如果設(shè)備電流被雷電劈中，就會(huì)導(dǎo)致幅值高達(dá)數(shù)百千安，從而產(chǎn)生巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械力效應(yīng)和熱效應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)備造成損害；而如果設(shè)備被直接雷電劈中，那么電壓沖擊波幅值高達(dá)幾百千伏，會(huì)順著電線路流動(dòng)，最后入侵發(fā)電廠或變電站，最終導(dǎo)致設(shè)備全部受到損害，更有甚者還會(huì)威脅到人們的生命。

2輸電線路防雷技術(shù)的應(yīng)用

2.1線路避雷器的應(yīng)用

通常情況下，避雷器都是對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行限制的重要措施；近年來，經(jīng)過科研人員的努力，已經(jīng)開始將避雷器應(yīng)用在線路中，透過雷電定位系統(tǒng)對(duì)一定范圍內(nèi)的雷電活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，將線路避雷器安裝在線路雷電活動(dòng)強(qiáng)烈、土壤電阻率很高、降低桿塔接地電阻有困難的易擊段與易擊桿塔上，能夠增加線路的耐雷能力，減少雷擊跳閘率，減輕對(duì)線路的維護(hù)工作，這種防雷措施能夠晚上輸電線路防雷功能，但是投入較高。

采取線路避雷器防雷也同樣存在劣勢(shì)。第一，架空輸電線路避雷器所承受的雷電流量有限制，如果采取線路避雷器防雷，線路避雷器承受不住強(qiáng)烈的電流而導(dǎo)致爆炸。第二，500kV架空輸電線路避雷器價(jià)格較為昂貴，安裝過程較為復(fù)雜，對(duì)接地電阻要求過高，并且保護(hù)范圍、防雷效果及使用壽命具有局限性，無法進(jìn)行維護(hù)，也不能大量使用，特別是要忍受線路沿線地區(qū)的日曬雨淋、暴雪、風(fēng)沙等惡劣的天氣。

2.2桿塔接地電阻的應(yīng)用

500kV架空輸電線路出現(xiàn)雷擊桿塔時(shí)，塔頂會(huì)率先收到電流，電位以及桿塔相接觸的電阻都有著緊密的聯(lián)系，桿塔電阻較低，就能夠削弱電流反擊現(xiàn)象，確保桿塔及送電線路的安全。由于500kV架空輸電線路存在特殊性，就會(huì)導(dǎo)致降阻的工作無法開展，必須通過實(shí)際情況分析，充分利用桿塔所處地形特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選擇可以實(shí)際操作的降阻措施。

對(duì)于一般的桿塔，對(duì)其接地方式進(jìn)行改善來降低其的接地電阻，是架空輸電線路防止雷電、減少跳閘事故最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的辦法。而由于接地不良而導(dǎo)致的高接地電阻，會(huì)阻礙雷電流泄放通道，提高桿塔的電位。所以，要對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行改造完善，對(duì)接地系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行晚上，讓避雷線與接地體有可靠的電氣連接。有避雷線的線路桿塔不接避雷線時(shí)的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)，不宜超過表1所列數(shù)值。

如果土壤電阻率較高，接地電阻無法達(dá)到30Ω時(shí)，可以采取6～8根總長(zhǎng)不超過500m的放射形接地體或連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，這個(gè)時(shí)候接地電阻就沒有局限性。如果土壤電阻率過高，為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)線，就必須降低土壤電阻率，這個(gè)時(shí)候能夠采取人工方法來對(duì)土壤電阻率進(jìn)行降低。例如選用腐蝕性較弱的鹽類等電阻率較低的物質(zhì)融入土壤。也可以因地制宜，安裝引外接地體，把接地體敷設(shè)在土壤電阻率較低的地區(qū)，或采用井式或深鉆式接地體。

2.3安裝線路型頭部分裂均壓式避雷針

依照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，在500kV架空輸電線路的主線路桿塔中選出40基易擊桿塔安裝線路型頭部分裂均壓式避雷針綜合防雷裝置。就是在40基易擊桿塔的頂部對(duì)1套500kV架空輸電線路型頭部分裂均壓式避雷針進(jìn)行安裝，在每基桿塔附近配合埋設(shè)1套3層短針散流式集中接地裝置，線路型頭部分裂均壓針式避雷防雷針通過 10圓鋼接地引下線與3層短針散流式集中接地裝置連接。這個(gè)方案最大的特征就是采取線路型頭部分裂均壓式避雷針對(duì)桿塔頂部進(jìn)行屏蔽，防止桿塔遭受雷電襲擊。線路型頭部分裂均壓式避雷針的特點(diǎn)是體積小、重量小、便于施工，對(duì)桿塔的接地電阻值要求不高，防雷效果高，能夠應(yīng)對(duì)日曬雨淋、暴雪、風(fēng)沙等惡劣的天氣，不需要修復(fù)，壽命長(zhǎng)。

綜上所述，隨著對(duì)防雷技術(shù)的深入研究，線路防雷的保護(hù)措施將越來越多，而在現(xiàn)實(shí)中，500kV架空輸電線路的防雷保護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，靠考慮多方面的因素。因地制宜的采取合理的防雷保護(hù)措施，并定時(shí)定期的維修和管理，能夠有效的防止雷電的侵害，保障電網(wǎng)的供電安全。

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