高原地區(qū)高壓輸電線路防雷措施探討

摘 要：青藏高原由于特有的地形地貌特點(diǎn)，不僅晝夜溫差較大，而且冷暖空氣交替頻繁，再加之高原上云層較低，這就導(dǎo)致在夏秋季節(jié)極易形成雷暴云。當(dāng)雷暴云放電時產(chǎn)生的雷電會對輸電線路帶來較大的危害。因此需要做好高原地區(qū)高壓輸電線路的防雷工作，確保輸電線路本身供電的安全性，同時還能夠有效的保證發(fā)電廠運(yùn)行的安全。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū)；高壓架空輸電線路；防雷；技術(shù)措施

前言

在高壓輸電線路運(yùn)行過程中，雷擊作為高壓架空輸電線路供電安全的最重要影響因素，由于雷擊而導(dǎo)致的輸電線路安全事故發(fā)生較為頻繁，這給電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性帶來了較大的影響。因此需要做好高原地區(qū)高壓架空輸電線路的防雷工作，確保輸電線路供電的安全，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

1 雷擊線路原因及其危害

當(dāng)兩塊帶有不同電荷的云層發(fā)生相互碰撞時，則會向大地進(jìn)行發(fā)電，從而導(dǎo)致雷電產(chǎn)生。雷電是一種自然現(xiàn)象，在雷電發(fā)生時，極易導(dǎo)致高壓架空輸電線路受到雷擊而導(dǎo)致安全事故發(fā)生。當(dāng)雷電擊中高壓架空線路桿塔時，則會通過桿塔形成一個供電傳輸?shù)耐ǖ?，?dǎo)致避雷線路被擊穿，從而導(dǎo)致整條高壓架空線路發(fā)生跳閘事故。在雷擊發(fā)生時，雷擊的概率及所帶來的危害是與輸電線路的電壓等級成正比的。在高原地區(qū)，由于地形地貌特殊，而在過去很長一段時間，高壓加空輸電線路在處理變電站入口的地網(wǎng)時通常是與主接地網(wǎng)連接，這就導(dǎo)致直擊雷卸載通道被忽略，一旦有直擊雷發(fā)生時，則會導(dǎo)致巨大的危害發(fā)生。同時絕緣設(shè)備自身特性恢復(fù)也十分緩慢，這就會導(dǎo)致整條高壓輸電線路會出現(xiàn)跳閘事故。

2 高壓架空輸電線路防雷存在的缺陷

2.1 絕緣子使用存在隱患

當(dāng)前在高壓架空輸電線路上使用的絕緣子有陶瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子及合成絕緣子等三種類型。在陶瓷絕緣子在輸電線路上運(yùn)行時，由于其笨重易碎，而且強(qiáng)度較代，易劣化成零值班，這就使其極易成為過電壓薄弱之處，從而在閃絡(luò)發(fā)生時被穿。而鋼化絕緣子在雷擊發(fā)生時，極易出現(xiàn)裸串情況，而且在運(yùn)行初期自爆率較高。合成絕緣子在運(yùn)行過程中發(fā)生串是較為常見問題，而且還存在老化的隱患。

2.2 塔桿可能存在隱患

塔桿作為高壓架空輸電線路輸電線的支撐物體，多以鋼材和鋼筋混凝土材料為主。在高壓輸電線路中多以鋼筋混凝土桿為主，主要由內(nèi)部鋼筋、橫擔(dān)和接地裝置等部分組成。鋼筋混凝土桿運(yùn)行時間較長后，塔桿會發(fā)生嚴(yán)重的裂化和風(fēng)化情況，而且在雷擊作用下，桿內(nèi)鋼筋閃電會導(dǎo)致高溫產(chǎn)生，從而導(dǎo)致水泥桿爆裂問題發(fā)生。另外當(dāng)雷擊擊中拉線時，也會導(dǎo)致拉線過熱，使其機(jī)械強(qiáng)度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致倒桿事故發(fā)生。

2.3 避雷線防雷存在隱患

一旦輸電線受到雷擊時，則導(dǎo)線會有較大的過電壓產(chǎn)生，在這種情況下，雙避雷坶則會有效的將導(dǎo)線遮住，將其避雷線的重要作用很好的體現(xiàn)出來，使雷電全部擊中避雷線，產(chǎn)生雷電流經(jīng)過桿塔被引入到地下。利用避免線進(jìn)行防雷過程中，保護(hù)角、避雷針線與保護(hù)導(dǎo)線之間的連線及與避免線鉛垂形成的角度等對于防雷效果都十分關(guān)鍵。當(dāng)前避雷線已成為我國高壓架空輸電線路必不可少的防雷設(shè)施，但即使這樣，也不能絕對實(shí)現(xiàn)對雷電的防護(hù)，還是會有雷電擊中導(dǎo)線的問題發(fā)生。

2.4 接地裝置存在隱患

接地裝置作為接地電極與地下連接網(wǎng)之間相連的設(shè)施，高壓架空輸電線路接地裝置的隱患可能會來自于兩個方面：其一，當(dāng)對接地裝置進(jìn)行施工時，如果沒有嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，則會導(dǎo)致接地線的預(yù)埋深度和長度達(dá)不到規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致接地裝置的電阻會發(fā)生變化，使雷擊事故隱患發(fā)生。其二，來自于地網(wǎng)的電化學(xué)腐蝕，這個問題的產(chǎn)生與桿塔地網(wǎng)所處土壤具有直接的關(guān)系。

3 高壓架空輸電線路防雷擊技術(shù)措施

3.1 提升線路絕緣能力

為了能夠有效的提高高壓架空輸電線路的絕緣能力，可以在桿塔上方來增加絕緣子串?dāng)?shù)，從而拉大導(dǎo)線和地線之間的距離，使絕緣能力得以提升。利用這種方法時通常需要在中性不接地及通過消弧線圈接地的絕緣系統(tǒng)中，不僅能夠減少雷擊事故發(fā)生的幾率，而且對提高輸電線路的抗雷性能也具有非常重要的意義。

3.2 使用不平衡絕緣手段

近年來在一些新建的高壓及超高壓架空輸電線路中，多使用雙回線路，這就導(dǎo)致一些普通的防雷措施已無法滿足這種同桿輸電線路對防雷的具體要求。針對于這種情況下，可以采用不平衡絕緣手段，有效的減少雙回線路受到雷擊時跳閘現(xiàn)象，提高輸電線路供電的穩(wěn)定性。在具體應(yīng)用過程中，需要使雙回線路中絕緣子串片數(shù)各不相同，這樣在雷擊發(fā)生時，串片數(shù)較少的回路會先發(fā)生閃絡(luò)，在閃絡(luò)發(fā)生后，導(dǎo)線則會被看作地線，有利于另一回路導(dǎo)線的耦合作用的提高，同時有利于提高另一回路的抗雷率，確保始終有一個回路保持正常的供電。

3.3 使用耦合地埋線防雷

在高壓架空輸電線路的防雷工作中，耦合地埋線的作用主要有兩個，第一是將接地電阻盡可能降低，在《電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊》中提到，沿著輸電線路在地中預(yù)埋2根左右的接地線稱為連續(xù)伸長接地線，同時它能夠和下一個基塔的接地裝置連接在一起，從而能夠使土壤電阻率較高的地區(qū)的接地電阻得到明顯的降低；第二是它能夠在一定程度上擔(dān)負(fù)架空地線的角色，不僅能夠起到分流作用，還能夠發(fā)揮耦合作用。根據(jù)以往的調(diào)查分析，使用耦合地埋線之后，雷擊跳閘事故的發(fā)生率能夠減少40%左右。

3.4 預(yù)放電棒和負(fù)角保護(hù)針

通過預(yù)放電棒可以讓導(dǎo)線與地線之間的距離減少，達(dá)到增加耦合系數(shù)，減少桿塔分流，改善電壓分布的目的；而預(yù)放負(fù)角保護(hù)針，即是安裝在輸電線路導(dǎo)線外側(cè)的另一種形式的避雷針，負(fù)角保護(hù)針存在的意義在于降低臨界擊距。一般情況下，電棒和負(fù)角保護(hù)針是同時裝置的，采用這一方法雖然效果沒有其他方法明顯，但由于其裝配維護(hù)比較簡單，造價也不是很高，因此在很多地方得到了普遍應(yīng)用。

3.5 接地降阻劑的運(yùn)用

為了能夠有效的降低接地電阻，通常會使用接地降阻劑，這樣隨著時間的推移，變化電阻會呈現(xiàn)出下降的趨勢。但由于部分降阻劑呈現(xiàn)出偏堿性的特點(diǎn)，也會對接地體產(chǎn)生鈍化保護(hù)。如果使用時間較長時，則接地降阻劑的腐蝕作用會顯現(xiàn)出來，因此在運(yùn)用接地降阻劑時需要注意這一點(diǎn)。

4 結(jié)束語

雷電作為一種自然現(xiàn)象，可以對其進(jìn)行預(yù)測，但還沒有有效的控制方法，這也導(dǎo)致當(dāng)前并沒有絕對能夠防雷的設(shè)施。在對高壓架空輸電線路防雷過程中，需要針對當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況來制定切實(shí)可行的防雷措施，采用科學(xué)的防雷設(shè)計來有效的降低雷擊跳閘事故的發(fā)生。選擇防雷設(shè)施時需要確保設(shè)備的專業(yè)性和可靠性，做好防雷與接地工作，還要定期檢查、檢測和維護(hù)好防雷設(shè)施，確保達(dá)到良好的防雷效果，保證高壓架空輸電線路能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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