送電線路運(yùn)行中的防雷措施探討

李艷秀

摘 要：雷擊引起架空送電線路跳閘一直是困擾安全供電的一個難題。據(jù)統(tǒng)計，由于雷擊引起送電線路跳閘總次數(shù)的40%～60%。因此，尋求有效的送電線路防雷措施，一直是送電線路運(yùn)維工作者重點(diǎn)關(guān)注的課題。

關(guān)鍵詞：送電線路；雷電破壞；防雷措施

隨著社會的發(fā)展與電力需求的不斷增長，電力企業(yè)的安全生產(chǎn)問題也越來越突出。對于送電線路而言，雷擊跳閘一直是影響送電線路供電可靠性的重要因素。由于雷電的隨機(jī)性、突發(fā)性、復(fù)雜性，目前各個國家對送電線路雷害的研究還有諸多未解之謎。

1 雷電對送電線路破壞的原理

眾所周知，雷電活動能產(chǎn)生熱電效應(yīng)和磁場效應(yīng)強(qiáng)度，會產(chǎn)生很強(qiáng)的機(jī)械損傷，在高壓送電線路暴露的荒野特別容易受到電磁輻射的影響，對我們而言造成了很大危害。當(dāng)前電子設(shè)備集成的電壓非常高，它們被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中。高度集成的電子設(shè)備受雷電電磁脈沖是非常敏感的。當(dāng)送電線路雷擊過后，電磁波會超載，由于集成電路的高靈敏度性，變電站運(yùn)行設(shè)備引線損壞感應(yīng)敏感器件，這就會使電源監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生跳閘，送電設(shè)備就會造成錯誤操作。對現(xiàn)在變電站送電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大破壞。送電線路被雷擊也被稱為大氣的過壓，分為直接雷擊過壓和雷電感應(yīng)壓兩種類型。其原因是當(dāng)放電雷電產(chǎn)生過壓時，以放電線桿為載體，引線絕緣被擊穿。通過建立雷電放電通道，異構(gòu)電荷引起的電荷和地球交換引起的電荷在云中，所以它被雷電擊中接地的裝置還是完好的。當(dāng)送電線路雷電感應(yīng)電壓達(dá)到400kV，絕緣電壓值在35kV以下會造成很大的威脅，雷電對110kV及以上的線路絕緣并沒有多大的威脅。

2 送電線路運(yùn)行中的防雷措施

2.1 合理選擇輸電線路絕緣配合

在輸電線路中，絕緣配合應(yīng)對電氣設(shè)備在系統(tǒng)中能夠承受的電壓、設(shè)備絕緣的耐受特性以及保護(hù)裝置特性進(jìn)行綜合的考慮，正確、合理的確定設(shè)備絕緣水平，使設(shè)備的造價和維修費(fèi)用以及由于絕緣引起事故的損失，能夠在運(yùn)行上和經(jīng)濟(jì)上達(dá)到總體效益的最高目的。

對絕緣子串的片數(shù)選擇：要有足夠的機(jī)電破壞強(qiáng)度；要有一定電氣絕緣強(qiáng)度；因為在正常電壓的作用下，絕緣子表面會出現(xiàn)一定的污穢，可能會導(dǎo)致絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)。同時，絕緣子串要能夠經(jīng)受過電壓的作用；在防污閃的要求外，選擇絕緣子時應(yīng)取決于絕緣子的損壞率；在滿足鐵特設(shè)計要求前提下，0～2級的污穢區(qū)域應(yīng)采用玻璃絕緣子或優(yōu)質(zhì)瓷質(zhì)絕緣子，而3～4級污穢地區(qū)需采用復(fù)合絕緣子。而塔頭絕緣的選擇，應(yīng)取決于絕緣子串和空氣間隙的放電電壓，并和大氣狀態(tài)有密切的關(guān)系。這主要是因為空氣濕度、密度對電壓的影響所產(chǎn)生的，外絕緣放電電壓會隨著空氣的濕度、密度增加而升高。當(dāng)濕度在80%以上時，絕緣表面會發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.2 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線，同時還具有以下作用：分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；通過對導(dǎo)線的藕合作用可以減小線路絕緣子的電壓；對導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。

通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價中所占的比重也愈低（一般不超過線路的總造價的10%）。因此規(guī)程規(guī)定，220kV及以上電壓等級的輸電線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線，110kV線路一般也應(yīng)全線架設(shè)避雷線。

為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果，保證雷電不致繞過避雷線而直接命中導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)減小繞擊率。避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些，一般采用20°～30°。220kV及330kV雙避雷線線路應(yīng)做到200左右，500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線，保護(hù)角在15°及以下。

2.3 安裝線路避雷器

運(yùn)用高壓送電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。我們在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器。

線路避雷器一般有兩種：一種是無間隙型；避雷器與導(dǎo)線直接連接，它是電站型避雷器的延續(xù)，具有吸收沖擊能量可靠，無放電時延、串聯(lián)間隙在正常運(yùn)行電壓和操作電壓下不動作，避雷器本體完全處于不帶電狀態(tài)，排除電氣老化問題；串聯(lián)間隙的下電極與上電極呈垂直布置，放電特性穩(wěn)定且分散性小等優(yōu)點(diǎn)；另一種是帶串聯(lián)間隙型，避雷器與導(dǎo)線通過空氣間隙來連接，只有在雷電流作用時才承受工頻電壓的作用，具有可靠性高、運(yùn)行壽命長等優(yōu)點(diǎn)。一般常用的是帶串聯(lián)間隙型，由于其間隙的隔離作用，避雷器本體部分基本上不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓，不必考慮長期運(yùn)行電壓下的老化問題，且本體部分的故障不會對線路的正常運(yùn)行造成隱患。

2.4 降低桿塔的電阻

桿塔接地電阻會因為下述原因而出現(xiàn)波動，特別是增大，一是接地體被腐蝕，尤其近海濕地，酸堿性土壤當(dāng)中，常有吸氧腐蝕或者電化學(xué)腐蝕，容易出現(xiàn)腐蝕的地方是接地線的地面與空氣接觸部分，以及接地引線與接地體之間的連接處。另一種是外力破壞而導(dǎo)致桿塔的接地引線出現(xiàn)破壞。高壓送電線路的防雷水平是和接地電阻存在反比情況，因此在基建施工過程中要根據(jù)桿塔所在地的土壤電阻率來降低接地電阻，這也是改進(jìn)高壓送電線路防雷的重要措施。在對高壓送電線路當(dāng)中的接地電阻進(jìn)行嚴(yán)格的測試的基礎(chǔ)上，同時測試土壤的電阻率，然后對那些檢測不夠合格的接地裝置要進(jìn)一步開挖檢查，重新敷設(shè)桿塔接地線系統(tǒng)，并嚴(yán)格按工藝完成焊接工作。最后是對那些已經(jīng)爛斷或者丟失接地引線的接地端子，重新進(jìn)行焊接和測試，從而保證其防雷效果。

2.5 加強(qiáng)雷電監(jiān)測

對于雷電定位系統(tǒng)的運(yùn)用，使得在送電線路遭受雷擊時，發(fā)射管故障的地點(diǎn)能夠更好的確定，從而幫助維修人員，更快更好的解決維修問題，同時也大大減少了檢修人員的工作力度和時間。對于確保及時恢復(fù)供電，使送電線路可靠的運(yùn)行，起到了保證。同時也對于雷電事故的分析，雷電活動規(guī)律、特點(diǎn)和其他的參數(shù)，提供了有力的數(shù)據(jù)。為送電線路防雷工作的開展起到了良好的開端與保證。

3 結(jié)語

綜上所述，為防止和減少雷害故障，設(shè)計中我們要全面考慮高壓送電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強(qiáng)弱程度、地形地貌特點(diǎn)和土壤電阻率的高低等情況，還要結(jié)合原有高壓送電線路運(yùn)行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運(yùn)行方式等，通過比較選取合理的防雷設(shè)計，提高高壓送電線路的耐雷水平。雷電活動是一個復(fù)雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。

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