淺談500kV輸電線路雷擊跳閘原因及防范措施

王云龍（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250000）

淺談500kV輸電線路雷擊跳閘原因及防范措施

王云龍
（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南 250000）

目前我國(guó)500kV高壓輸電線路大多是處于野外架設(shè)，再遇到雷雨天氣情況下，常常會(huì)受到雷擊導(dǎo)致線路自動(dòng)跳閘，以保護(hù)輸電線路的安全。但是我國(guó)輸電線路在建設(shè)中存在諸多的問(wèn)題，部分跳閘現(xiàn)象是可以避免的。本文就導(dǎo)致高壓輸電線路由于雷擊導(dǎo)致跳閘的原因加以分析，提出一定的防范措施，在實(shí)際應(yīng)用這些措施是要根據(jù)實(shí)際情況選取多種措施進(jìn)行綜合防雷，提升防雷效果。

500kV輸電線路；雷擊跳閘；原因分析；防范措施

0　引言

500KV超高壓輸電是輸電網(wǎng)中的主線，主要承擔(dān)著輸電任務(wù)以及調(diào)配任務(wù)。在我國(guó)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了極為廣泛的應(yīng)用，輸電線路大多是架設(shè)在運(yùn)離人群的平原或山嶺等地區(qū)，所以極易受到雷電的襲擊，致使閃絡(luò)放電，從而出現(xiàn)跳閘事故。下面我們將對(duì)出現(xiàn)雷擊跳閘的原因加以分析

1　輸電線路導(dǎo)致雷擊跳閘原因分析

1.1塔桿位置設(shè)置

500kV高壓輸電線路是遠(yuǎn)距離電能輸送的主要通道，是將電能從發(fā)電廠運(yùn)送到負(fù)荷中心過(guò)程中，輸電線路所經(jīng)過(guò)區(qū)域的地質(zhì)、地形和氣候條件非常的復(fù)雜。對(duì)大量的現(xiàn)實(shí)事故數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，山區(qū)發(fā)生雷擊跳閘事故率是平原的4倍左右，因此山區(qū)位置的防雷工作是整個(gè)輸電防雷工作重點(diǎn)［1］。對(duì)500kV的高壓輸電線路造成運(yùn)行安全危害的雷擊主要是直擊雷。此外部分地區(qū)塔架建設(shè)在含有豐富金屬礦物的位置，這類地形極易將雷云與大地進(jìn)行連接起來(lái)。再加上鐵塔和導(dǎo)線是極佳的導(dǎo)體，輸電線路由于具有電荷，擁有吸雷的效果，比其他物體更易遭到雷擊。

1.2避雷線的保護(hù)角度問(wèn)題

架空線路對(duì)于避雷線的設(shè)置有著至關(guān)重要的作用，也是進(jìn)行防雷最基礎(chǔ)的措施。避雷線和導(dǎo)線保護(hù)角度，也就是避雷線與外側(cè)導(dǎo)線間的連接線與避雷線和對(duì)面垂直線間的夾角都有著密切的聯(lián)系。增加或減小保護(hù)角都會(huì)對(duì)避雷效果產(chǎn)生影響。跳閘的幾率和保護(hù)角的大小存在正比關(guān)系，角度增大導(dǎo)致雷擊概率增加，反之雷擊概率降低，只有保護(hù)角減小到一定角度時(shí)，才可能有完全屏蔽雷電的效果。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，直線桿塔出現(xiàn)雷擊跳閘的幾率和保護(hù)角有關(guān)，保護(hù)角的降低可有效地減少雷擊。因此避雷線保護(hù)角的設(shè)置至關(guān)重要。

1.3塔桿接地電阻存在問(wèn)題

根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)和建設(shè)規(guī)范里對(duì)于500kV輸電線路的酒杯型塔桿尺寸以及絕緣子串50%的雷電沖擊絕緣能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電阻與塔桿遭受雷擊概率間的關(guān)系。結(jié)果顯示塔桿接地電阻升高會(huì)導(dǎo)致遭受雷擊的幾率增加。這是由于實(shí)際運(yùn)用時(shí)，耐雷水平和線路電阻、導(dǎo)線底線幾何耦合系數(shù)、導(dǎo)線避雷線幾何耦合系數(shù)、沖擊接地電阻、分流系數(shù)、桿塔高度與電感等有著數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系［2］。進(jìn)過(guò)對(duì)該函數(shù)進(jìn)行分析可知，輸電線路的接地電阻的提高，線路的耐雷能力出現(xiàn)下降趨勢(shì)。要想提高線路耐雷能力一定要使塔桿電阻降低，然而現(xiàn)實(shí)中塔桿所處區(qū)域的土壤無(wú)法進(jìn)行控制，從而對(duì)電阻控制有所影響，一旦電阻過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)雷擊跳閘事故。

1.4塔桿自身絕緣效果問(wèn)題

塔桿的絕緣能力對(duì)于雷擊跳閘也存在一定的影響。跟據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析可知，輸電線路上安裝的垂串絕緣子增加數(shù)量，會(huì)使雷擊跳閘事故出現(xiàn)的概率明顯減低。現(xiàn)實(shí)中的輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中，平原出現(xiàn)的雷擊閃絡(luò)大多出現(xiàn)在合成絕緣子串使用位置，如果合成絕緣子串存在問(wèn)題，極易造成雷擊跳閘。雖然可以提高抗污染能力，但是其防雷能力卻下降。

2　高壓輸電線路的防雷措施研究

2.1減小避雷線的保護(hù)角度

對(duì)雷擊跳閘加以控制應(yīng)該首先對(duì)導(dǎo)線避雷措施上加以選擇措施，避雷線是應(yīng)用極為廣泛的方式，避雷線能夠完成對(duì)線路進(jìn)行耦合、分流和屏蔽?？梢杂行У胤乐估纂娭苯訉?duì)線路的擊中，可以起到很好的防雷作用。此外避雷線可以降低流經(jīng)輸電線的雷電電流，來(lái)減少桿塔頂端和大地間的相位差，以此來(lái)對(duì)雷擊跳閘加以避免。在實(shí)際使用過(guò)程中要對(duì)其角度進(jìn)行調(diào)整，要根據(jù)實(shí)際塔桿形式來(lái)對(duì)防雷側(cè)針安裝方式進(jìn)行選取，對(duì)避雷線角度加以控制，是角度盡可能的小于3°［3］。

2.2使塔桿接地電阻有效的降低

此外經(jīng)過(guò)對(duì)接地電阻的降低可以減少高壓輸電線路來(lái)自雷電的干擾。根據(jù)上文的分析可以看出，在進(jìn)行接地電阻控制時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際土壤情況展開(kāi)控制，所以可以采取多種措施。對(duì)于基礎(chǔ)面積小同時(shí)接地集中區(qū)域可以使用降阻劑來(lái)降低電阻，增加防雷效果。此外還可采取爆破接地技術(shù)，降低電阻材料深植地下，降低電阻；提高水平方向的接地電阻，使長(zhǎng)度增加，電阻也會(huì)隨之降低。另外，增設(shè)耦合地線同樣可以增強(qiáng)防雷效果，當(dāng)接地電阻無(wú)法降低時(shí)可采用此法。還可以使反擊電壓間的分量和絕緣子兩側(cè)的感應(yīng)電壓降低，使雷擊跳閘現(xiàn)象有效減少。

2.3對(duì)避雷裝置進(jìn)行合理安裝

目前使用較為普遍的避雷裝置是避雷器和避雷針。避雷器能夠很好的使線路絕緣子進(jìn)行串聯(lián)，從而提升線路的防雷效果，可以確保雷電不會(huì)直接點(diǎn)擊線路絕緣子。一般情況下要選擇受雷擊概率高的線路進(jìn)行安裝，同時(shí)對(duì)避雷器的安裝數(shù)目也根據(jù)遭受雷擊的概率加以決定。安裝避雷器可以有效降低累計(jì)跳閘的幾率，而且也提升了線路防雷水平。

2.4進(jìn)行自動(dòng)重合閘的設(shè)置

輸電網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行供電過(guò)程中出現(xiàn)自動(dòng)跳閘的目的是保護(hù)電網(wǎng)的安全，跳閘之后故障一般會(huì)得到解決。因此在受到雷擊后出現(xiàn)跳閘事故，可以有效地保護(hù)線路，消除放電故障。所以進(jìn)行自動(dòng)重合閘的安裝可以快速的進(jìn)行電力恢復(fù)，將其與供電系統(tǒng)相結(jié)合，可以提高配電運(yùn)行的安全性和可靠性，還可以快速恢復(fù)供電。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于500kV高壓輸電線路因其均有較高的危險(xiǎn)性，使其多數(shù)安裝在人煙稀少的野外，所以極易導(dǎo)致其遭受雷電襲擊，再根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況開(kāi)展有效的防雷，選擇合適的防雷措施，降低雷擊跳閘事故發(fā)生的幾率，使輸電線路可以安全穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。

［1］陳智高.500kV輸電線路防雷分析及對(duì)策［J］.通訊世界，2016，10（10）:181-182.

［2］梁鋒.500kV高壓輸電線路的雷擊故障分析及其防治［J］.科技資訊，2015，11（33）:41-42.

［3］許磊，陳美權(quán).淺談架空輸電線路跳閘故障的智能診斷［J］.通訊世界，2015，10（10）:176-177.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.160