淺談送變電線路的防雷措施

趙金朝

摘 要：雷電現(xiàn)象是引起送變電線路跳閘的主要原因之一，而跳閘率是衡量輸電網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一重要指標(biāo)。隨著城鎮(zhèn)建設(shè)高速進(jìn)步，對(duì)電力能源需求日益提高，在大力發(fā)展電力能源的同時(shí)，人們對(duì)于輸電線路的保護(hù)重視程度也不斷在提高。本文簡(jiǎn)要分析現(xiàn)階段輸電網(wǎng)在防雷中存在的問(wèn)題，闡述了送變電線路的防雷保護(hù)措施，對(duì)送變電線路防雷工作的展開(kāi)提供參考。

關(guān)鍵詞：送變電線路；防雷；問(wèn)題措施

引言：隨著工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對(duì)供電可靠性的要求也隨之提高，因此迫切的需要對(duì)電力系統(tǒng)不斷地完善。近年來(lái)，由于環(huán)境問(wèn)題，全球變暖等因素使得雷電天氣明顯增加。而雷電會(huì)導(dǎo)致送變電線路的嚴(yán)重?fù)p害，影響著正常的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活。因此，輸電線路的防雷措施建設(shè)勢(shì)在必行，穩(wěn)定的配電線路以及變電設(shè)備是防止雷電破壞的有效途徑。

1 線路防雷問(wèn)題分析

1.1客觀因素分析

雷電作為一種自然現(xiàn)象，具有不可預(yù)知性，現(xiàn)階段人們對(duì)于送電線路雷害的研究還存在一定的局限性。因?yàn)槔纂姮F(xiàn)象是一種無(wú)法預(yù)知的自然現(xiàn)象，而且送電線路處于室外環(huán)境下，極易遭受極端環(huán)境的破壞。收觀測(cè)技術(shù)的限制，尚不能精確的的測(cè)量到每次線路受到雷擊的技術(shù)參數(shù)，因此較難準(zhǔn)確的辨別雷擊故障的閃絡(luò)種類，這導(dǎo)致影響在實(shí)施有效的雷擊預(yù)防措施過(guò)程中針對(duì)性較低。需要進(jìn)一步研發(fā)高端檢測(cè)技術(shù)，增強(qiáng)電路故障檢測(cè)的精確性。

1.2線路運(yùn)行維護(hù)及設(shè)計(jì)方面存在問(wèn)題

線路設(shè)計(jì)方面。隨著送變電線路網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)范圍逐年擴(kuò)大，部分偏遠(yuǎn)地區(qū)需要增加雙避雷線進(jìn)行保護(hù)，但有些山區(qū)由于有較大高差，造成鋪設(shè)保護(hù)角偏大，不利于避雷設(shè)備對(duì)線路的保護(hù)。另外，早期建造的220千伏和以下的線路設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮土壤電阻率，導(dǎo)致接地電阻隨意。有的變電線路的整條線都只有一個(gè)設(shè)計(jì)值，但建設(shè)的允許值卻比實(shí)際值大很多。這些因都會(huì)降低了送變電線路的防雷水平。

1.3維修維護(hù)方面存在問(wèn)題

送電線路會(huì)隨著使用年限的增加而不斷老化，使得原有線路的接地電阻變大。在發(fā)生雷擊之后，接地電阻會(huì)變得更高。綜合分析各方面原因，有的是歷史因素，如高山土壤電阻偏高；有的是因?yàn)閰?shù)設(shè)計(jì)不正確；另外也會(huì)使用年限的增加而升高的，如線路接地改造不到位等等。

線路桿塔接地方面也存在著比較大的缺陷，送電線路接地裝置存在一定數(shù)量的不良現(xiàn)象等。例如：接地裝置年久失修，部件不齊全，接地電阻增加，降組劑的腐蝕等問(wèn)題。這些殘缺都會(huì)導(dǎo)致防雷電水平的降低，甚至大大增加雷擊的跳閘率。

輸電線路接地改造建設(shè)時(shí)對(duì)質(zhì)量的控制不嚴(yán)格，無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。接地裝置的改造是一項(xiàng)具有一定隱蔽性的工作，在展開(kāi)施工過(guò)程中如果沒(méi)有有效的監(jiān)督檢查，只是在驗(yàn)收階段一次性檢驗(yàn)，必然會(huì)增加接地改造工程留下隱患，使得大多數(shù)接地裝置改造工程達(dá)不到實(shí)際預(yù)想結(jié)果。

2 送電線路的防雷保護(hù)措施

2.1 降低桿塔接地電阻

為了提高輸電線路的防雷性，對(duì)每一個(gè)線路桿塔安裝接地裝置，并且確保地線之間連接緊密，最大限度的保證當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)地線或者通過(guò)塔頂時(shí)雷電流能夠隨著接地電阻通入到大地。降低桿塔的接地電阻，能夠增強(qiáng)線路的防雷水平和降低線路跳閘率，提升桿塔絕緣子串的耐雷水平，這是目前最常用的變電線路防雷措施。高壓送電線路的接地電阻與耐雷水平呈反比關(guān)系，實(shí)際施工時(shí)，需要根據(jù)各基桿塔土壤的電阻率情況，盡可能降低接地電阻，是提高高壓送電線路耐雷方法中，最為經(jīng)濟(jì)且操作簡(jiǎn)便大手段。

2.2 架設(shè)耦合地線

為了增加線路的防雷性能，我們通常選擇降低桿塔的接地電阻，如果此方法遇到困難情況下，可以采用架設(shè)耦合地線的措施，以此降低接地裝置電阻。也就是在導(dǎo)線下方另外架設(shè)一條地線。這樣做的主要作用就是可以加強(qiáng)導(dǎo)線和避雷線之間的絕緣性，增加對(duì)雷電的分流效果。運(yùn)行實(shí)踐證明這種措施降低雷電導(dǎo)致的跳閘率效果是十分明顯的，基本能夠降低50%的雷擊率。

2.3架設(shè)地線

2.3.1 地線架設(shè)

架設(shè)地線是對(duì)送變電線路防雷的基本手段，主要作用是防止雷電直接擊中導(dǎo)線，同時(shí)減小流經(jīng)桿塔入地的電流，從而降低塔頂電位。通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣承受的電壓，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線屏蔽，降低感應(yīng)過(guò)電壓。實(shí)踐表明線路電壓愈高，采用地線的效果愈好。而地線在線路成本中所占比重也會(huì)越低。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定500kv 送電線應(yīng)沿全線架設(shè)雙地線，其保護(hù)角不大于15°，山區(qū)應(yīng)該采用更小的保護(hù)角。桿塔上兩根地線間垂直的距離，不應(yīng)超過(guò)導(dǎo)線與地線間垂直距離的五倍。另外，需要采用三地線和負(fù)保護(hù)角地線保護(hù)500kv 的送電線路。

2.3.2 加強(qiáng)避雷線的檢修與維護(hù)

在夏季雷雨高頻發(fā)生時(shí)段之前前，要著重檢查地線風(fēng)化、腐蝕狀況，接地引下線的連接情況，測(cè)試接地裝置電阻，對(duì)電阻偏大的要及時(shí)更換與維修。做好每年春季預(yù)防工作，堅(jiān)持重點(diǎn)地段、重點(diǎn)線路排查以及全面檢測(cè)等。雷雨發(fā)生時(shí)，做好被擊線路的檢修工作，對(duì)造成破壞的的設(shè)備應(yīng)及時(shí)更換、修補(bǔ)，對(duì)發(fā)生閃絡(luò)的絕緣子串的導(dǎo)線、地線線央進(jìn)行內(nèi)部排查，必要時(shí)還需檢查相鄰擋線夾及接地裝置，確保接地裝置的正常運(yùn)作，減少雷擊閃絡(luò)跳閘率。

2.3.3 完善測(cè)試方法

保證接地裝置完好雷擊閃絡(luò)與接地裝置的完整性有直接的關(guān)系，因此減小桿塔接地裝置的接地電阻是降低雷擊跳閘發(fā)生的行之有效的手段。

從導(dǎo)泄雷電流的角度講，接地電阻應(yīng)考慮整個(gè)泄流通道的電阻，是接地體電阻、接地引下線電阻和接觸電阻的總和。從接地電阻的測(cè)試方法上來(lái)講，存在 ZC-8 型接地電阻測(cè)量?jī)x和CA6411 型電阻測(cè)量?jī)x（鉗形表）2 種方法。使用 ZC-8 型接地電阻測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定。但是僅能測(cè)量接地體的接地電阻，而且測(cè)量時(shí)需拆開(kāi)所有的接地引下線，展放幾十米的導(dǎo)線，才能進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)要求所展放的電壓線和電流線應(yīng)與接地體布置方向平行，否則測(cè)量容易產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。

因此，傳統(tǒng)的檢測(cè)措施不僅操作繁瑣，還要全面考慮布置方式復(fù)雜多樣的接地體布置方式，很容易產(chǎn)生測(cè)量系統(tǒng)誤差。使用CA6411 型電阻測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)是在接地系統(tǒng)接觸良好時(shí)，無(wú)需考慮接地裝置布置方式，就可以準(zhǔn)確檢測(cè)到出整個(gè)泄流通道的接地電阻，操作簡(jiǎn)便，效率高。缺點(diǎn)是當(dāng)接地系統(tǒng)被腐蝕，或接觸不良時(shí)，測(cè)量結(jié)果誤差較大，同時(shí)由于測(cè)量整個(gè)泄流通道的接地電阻，不能準(zhǔn)確判斷超標(biāo)電阻值發(fā)生的具體位置。

結(jié)語(yǔ)

雷電活動(dòng)作為一個(gè)不可預(yù)知的自然現(xiàn)象。現(xiàn)階段，人類對(duì)于雷電的研究程度還不夠全面，防止和減少雷電損失是我們?cè)诮ㄔO(shè)送變電線路時(shí)，必須要考慮的因素之一。上述所列防措施是綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀對(duì)防雷方面知識(shí)的簡(jiǎn)要闡述，在實(shí)際操作過(guò)程中，還要結(jié)合具體情況如全面考慮地形地貌，土壤電阻高低等情況，比較選擇出最佳防雷設(shè)計(jì)。并且綜合電力系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部門的通力合作，才能盡最大可能降低雷害對(duì)輸電系統(tǒng)的損害，損失降低到最低。

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