對(duì)于電力輸電線路防雷問題的探究

朱榮冬

國網(wǎng)福建武平縣供電有限公司

對(duì)于電力輸電線路防雷問題的探究

朱榮冬

國網(wǎng)福建武平縣供電有限公司

輸電線路設(shè)立于戶外，易受外界環(huán)境條件影響，降低供電的穩(wěn)定性。其中雷擊是輸電線路最常遭遇的環(huán)境危害，引發(fā)供電故障。因此研究電力輸電線路防雷的問題十分必要。本文主要從電力輸電線路遭遇雷擊的危害及發(fā)生原因出發(fā)，提出了輸電線路防雷的措施。

輸電線路；防雷措施；管理辦法

前言

輸電線路可以分為架空輸電線路與電纜線路，用于電能生成后的升壓和輸出控制。是供電系統(tǒng)重要的組成部分。輸電線路曝露在野外，因此常遭遇雷擊等自然災(zāi)害。需要通過必要的措施加強(qiáng)防范和管理。

一、雷擊對(duì)電力輸電線路的影響和發(fā)生原因

輸電線路按照結(jié)構(gòu)形式可以分為架空輸電線路和電纜線路。發(fā)電廠利用變壓器將產(chǎn)生的電能進(jìn)行升壓，并借助斷路器等變電控制設(shè)備來進(jìn)行輸電線路對(duì)接，完成電能的輸送工作。輸電線路架設(shè)于戶外，常受雷擊等自然天氣的影響。尤其是雷雨高發(fā)的夏季，線路因?yàn)槔讚舳a(chǎn)生的跳閘、斷電的情況十分集中。常發(fā)生的雷擊現(xiàn)象有三種情況，一是雷電直接擊中輸電線路導(dǎo)線，造成線路瞬時(shí)電壓過高，從而導(dǎo)致單相接地、跳閘甚至斷線；二是雷電擊中桿塔，使線路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，造成導(dǎo)線電荷負(fù)載加大；三是雷電擊中避雷線，產(chǎn)生反彈，擊中線路。雷電擊中輸電線路，可能會(huì)導(dǎo)致雷電波入侵主線路，危害到防雷設(shè)備以及變電站電氣設(shè)備等，影響供電安全。目前對(duì)于超高壓、特高壓等輸電線路發(fā)生雷擊的具體原因尚不明確。而對(duì)于110kV及以下輸電線路來講，引起雷擊的原因可以歸結(jié)為：第一，防雷措施不完善，不能夠根據(jù)線路類型架設(shè)避雷線或安裝避雷器；二是線路的絕緣措施不足，導(dǎo)致線路遭遇雷擊后，絕緣子被擊穿，增加過感應(yīng)電壓；三是輸電線路的檢測(cè)措施不完善，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路存在的防雷疏失。因此，應(yīng)針雷擊的現(xiàn)象和產(chǎn)生原因采取恰當(dāng)?shù)姆览状胧┖头览坠芾怼?/p>

二、電力輸電線路防雷措施

1、電力輸電線路的防雷措施的基本原則

電力輸電線路的防雷措施的最終目的就是為了降低雷擊對(duì)供電的影響，增加線路的安全穩(wěn)定性。因此在安排防雷措施需要滿足幾個(gè)小目標(biāo)：首先要求防雷措施可以避免線路遭受雷電的直接擊中；其次是當(dāng)線路遭遇雷電后絕緣不閃絡(luò)，降低跳閘或者單相接地的可能性；再次，發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象后不會(huì)建立穩(wěn)定的工頻電弧，危害輸電線路和變電設(shè)備的安全；最后，就是降低停電發(fā)生的可能性，保障電力的供應(yīng)。這幾個(gè)原則具有遞進(jìn)的關(guān)聯(lián)，即使得輸電線路防雷具備多重保障。

2、電力輸電線路的主要防雷措施

電力輸電線路除了通過合理設(shè)計(jì)桿塔的位置高度，增強(qiáng)架空線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等辦法進(jìn)行防雷控制外，還可以通過設(shè)置相應(yīng)的防雷設(shè)施和設(shè)備，來增強(qiáng)線路的防雷效果。目前來講主要的措施有架設(shè)避雷線、安裝避雷器以及提升線路自身耐雷性等。

(1)架設(shè)避雷線。架設(shè)避雷線可以有效防止雷對(duì)線路造成直擊，對(duì)雷電進(jìn)行有效的分流，防止雷擊電流過多流入，降低桿塔電壓，保護(hù)電線的絕緣層。對(duì)于避雷線的架設(shè)要選擇合理的地理位置，需要架設(shè)在比較寬敞的場(chǎng)所，否則不但不能起到防雷效果還會(huì)出現(xiàn)防雷反效果。沖擊系數(shù)的設(shè)置是避雷線發(fā)揮防雷作用的關(guān)鍵。其工作原理是設(shè)置值為α的沖擊系數(shù)，代表避雷線與被保護(hù)導(dǎo)線兩者的關(guān)系，其中被保護(hù)導(dǎo)線己做絕緣處理，那么當(dāng)雷擊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓遠(yuǎn)小于避雷線，避雷線就可以有效的分擔(dān)感應(yīng)電壓，保護(hù)絕緣導(dǎo)線[1]。另外，為了提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽效果，減小繞擊率，應(yīng)保證避雷線與邊導(dǎo)線的保護(hù)角控制在25°±5°。

(2)安裝避雷器。避雷器的主要作用是保護(hù)線路的絕緣體，作為一種非線性電阻安裝在線路中，防止絕緣體閃絡(luò)。根據(jù)線路的電壓等級(jí)的不同，在考量避雷器的耐雷性上也有所區(qū)別，目前國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)了配合各輸電等級(jí)的避雷器，安裝前要進(jìn)行相應(yīng)的耐雷測(cè)試，確保其足以應(yīng)對(duì)首次雷擊及后續(xù)雷擊對(duì)輸電線路帶來的感應(yīng)電壓的增加。目前輸電線路的避雷器是氧化鋅避雷器，這種避雷器的放電效果較好，可以有效地截?cái)喙ゎl續(xù)流，對(duì)輸電線路的感應(yīng)電壓起到限制作用。但避雷器的整體成本較高，且防雷的范圍比較小，需要通過合理的位置控制和組數(shù)搭配類提升防雷的效果。

(3)提升線路的耐雷性。輸電線路耐雷性的提升主要是通過兩種辦法來進(jìn)行的。一方面是提升線路的絕緣性能，另一方面是降低接地電阻。對(duì)于輸電線路而言，桿塔的架設(shè)比較高，跨越度往往比較大，部分地區(qū)還需要采用跨河桿塔的方式來進(jìn)行架設(shè)。進(jìn)一步增加輸電線路遭遇雷擊的可能性。那么此時(shí)，可以通過增加桿塔絕緣子串片的數(shù)量來延長跨越檔導(dǎo)線和地線之間的間隔；中低壓的輸電線路還可以使用瓷橫擔(dān)高耐壓絕緣子來提升線路的絕緣性。而降低線路接地電阻相比提升絕緣性而言，其耐雷性提升效果更佳。可以通過地網(wǎng)增補(bǔ)或者釋放降阻劑來進(jìn)行。根據(jù)當(dāng)前的線路接地情況來看，接地電阻的變化性比較大，工作人員經(jīng)常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和阻率來進(jìn)行推斷，因此需要通過后期的補(bǔ)充措施來降低線路的接地電阻。

三、提升電力輸電線路防雷的管理辦法

除了在線路中增加必要的防雷措來提升輸電線路的防雷效果外，還應(yīng)通過日常的管理行為來對(duì)防雷效果進(jìn)行規(guī)范和監(jiān)督。筆者認(rèn)為需要從兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：一是增強(qiáng)輸電線路的日常巡檢強(qiáng)度。建立定期的巡檢計(jì)劃和制度，并落實(shí)日常巡檢責(zé)任制。提升線路巡檢人員的責(zé)任及時(shí)和技能水平。降低人為偷盜或者自然外力對(duì)線路防雷措施的損害。對(duì)線路的巡檢情況做好記錄，并開展巡檢總結(jié)和討論工作。提升工作效率；二是引入避雷設(shè)備和措施的檢修制度，結(jié)合設(shè)備定檢和狀態(tài)檢修來對(duì)避雷設(shè)備的性能進(jìn)行檢驗(yàn)。例如避雷器應(yīng)按照每2-3年為一檢修周期進(jìn)行停電檢查，并在5年后進(jìn)行直流電及參考電壓下的泄露電流測(cè)驗(yàn)，保障線路避雷器的性能滿足防雷需求。對(duì)于性能不符合要求的避雷器要及時(shí)進(jìn)行更換處置。

結(jié)束語

綜上所述，電力輸電線路受雷擊影響，發(fā)生供電故障，影響供電的穩(wěn)定性。在進(jìn)行線路架設(shè)時(shí)，可通過設(shè)置避雷線、避雷器，增強(qiáng)線路絕緣和降低接地電阻等防雷措施來提升線路的防雷性能。同時(shí)，為了防止線路遭遇人為和自然外力的破壞，應(yīng)通過加強(qiáng)巡檢、狀態(tài)檢修的辦法來提升線路防雷的效果。

[1]楊明，楊洋.對(duì)輸電線路防雷方法探究[J].工業(yè)，2017(2)：00264-00264.