輸電線路防雷技術(shù)應(yīng)用與探討

張熙

摘 要：本文簡單介紹了輸電線路中幾種常見的雷擊形式，分析了當前電網(wǎng)防雷技術(shù)措施，針對電網(wǎng)防雷新技術(shù)以及改進措施進行了深入研究分析，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些建議看法，希望對輸電線路防雷技術(shù)的應(yīng)用起到一定的參考和幫助，提高防雷技術(shù)應(yīng)用的有效性，提升輸電線路整體防雷水平，保證電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，促進我國電力行業(yè)的發(fā)展進步。

關(guān)鍵詞：輸電線路 防雷技術(shù) 應(yīng)用 雷擊電流

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0065-02

雷電在地球上較為常見，從古至今，人們一直沒有中斷對雷電的研究和探索，付出了大量的努力，并取得了卓越的成果。隨著我國社會的發(fā)展進步，用電需求不斷加大，很大程度上促進了電力行業(yè)的發(fā)展進步，當前輸電線路不管在數(shù)量方面，還是在規(guī)模方面都有了極大的改善和提高?，F(xiàn)階段人們對于供電的安全性以及穩(wěn)定性要求越來越高，在配電網(wǎng)中，電纜有著十分廣泛的應(yīng)用。架空輸電線路屬于電力系統(tǒng)主要組成結(jié)構(gòu)，但是因為線路長期暴露于自然中，因此比較容易受到外界環(huán)境因素的干擾和影響，出現(xiàn)損壞等現(xiàn)象，最終導致供電中斷，在這些外界環(huán)境中，雷擊屬于最主要的影響因素，想要保證供電的穩(wěn)定性和安全性，就必須要在輸電線路中加大對防雷技術(shù)的應(yīng)用力度，本文就此進行了研究分析。

1 輸電線路幾種常見雷擊形式

雷擊現(xiàn)象主要是雷云電荷大量宣泄至大地而出現(xiàn)的，如果雷電作用在輸電線路，會出現(xiàn)有沖擊過電壓情況，因為這種過電壓現(xiàn)象由雷電引起，因此也可以稱之為大氣過電壓。常見的大氣過電壓有兩種形式，一種是直擊雷過電壓，雷電直接作用在輸電線路，另一種是感應(yīng)雷過電壓，當雷擊出現(xiàn)在所輸電線路附近，周邊的電磁場將會出現(xiàn)劇烈波動，輸電線路以及輸電設(shè)備會因為電磁感應(yīng)進而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，最終出現(xiàn)感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，一般感應(yīng)過電壓幅值不會超過500kV，只會危害到35kV以下輸電線路。因為轄區(qū)內(nèi)輸電線路以100kV為主，因此，雷害一般為直擊雷過電壓。直擊雷過電壓在桿塔頂部較為常見，另外，也會出現(xiàn)在導線以及避雷線檔距中央位置。直擊雷過電壓可以分為反擊雷過電壓以及繞擊雷過電壓2種形式。

1.1 反擊雷過電壓

當線路桿塔以及避雷線受到雷擊時，在雷擊點阻抗位置，會很大程度上提高雷電流對地電位，一旦線路絕緣沖擊放電電壓低于雷擊點與導線之間所產(chǎn)生的電位差時，將會出現(xiàn)導線閃絡(luò)現(xiàn)象，進而出現(xiàn)過電壓，因為桿塔以及避雷線的電位值大于導線，因此，這種現(xiàn)象也可以稱之為反擊雷過電壓。

1.2 繞擊雷過電壓

繞擊雷過電壓主要是指雷電繞過避雷線直接擊中導線或者導線直接被雷電擊中，導線上會出現(xiàn)有過電壓現(xiàn)象，因此也可以稱之為繞擊雷過電壓。

2 當前電網(wǎng)防雷技術(shù)措施

2.1 全線架設(shè)避雷線

輸電線路中最基本的防雷措施就是架設(shè)避雷線，通過這種方式，能夠顯著降低輸電線路絕緣過電壓幅值。一旦雷電直接作用于輸電線路，雷電流會從避雷線中流入大地，因為接地電阻值大小存在一定的差異性，導致桿塔頂部的電位存在一定的差異。在35kV輸電線路中，避雷線一般不會施加在全部線路中，為充分發(fā)揮出避雷線的防雷效果，對地區(qū)35kV輸電線路改造升級，采用全線架設(shè)避雷線方式，提高防雷效果，降低線路出現(xiàn)雷擊的可能。但是這種方式在實際應(yīng)用中存在較大的局限性，單避雷線在邊導線角方面有著極大的保護角，但是對于兩邊相的保護效果不是十分理想，兩邊相比較容易受到雷擊危害。在相同桿塔類型以及接地電阻值情況下，通過雙避雷線的方式所取得的防雷效果要遠遠好于單避雷線防雷效果。

2.2 降低桿塔接地電阻

輸電線路防雷效果與桿塔接地電阻有著非常密切的聯(lián)系性，當桿塔遭受雷擊時，其中一部分雷電流會通過避雷線流入相鄰桿塔，另一部分雷電流會經(jīng)過桿塔進入大地。桿塔接地電阻存在一定的暫態(tài)性，可以借助沖擊接地電阻表示。也就是說，通過降低桿塔接地電阻的方式，可以顯著降低桿塔頂部電位，進而使線路的防雷效果得到提高。在輸電線路中引入長效型非金屬石墨接地極，針對部分土壤電阻率較高地區(qū)更換新的接地極，將更換前后兩種接地電阻對比，電阻值降低幅度4～6Ω，實現(xiàn)了對桿塔接地電阻的有效控制。

2.3 安裝線路氧化鋅避雷器

這種避雷器有兩種形式，一種是無間隙串型，另一種是串聯(lián)間隙型。將線路氧化鋅避雷器安裝在輸電線路中，其運行效果良好，線路防雷水平得到了顯著的提高。無間隙串型避雷器在實際安裝過程中只需要直接在導線上，借助氧化鋅電阻片實現(xiàn)對絕緣子串的有效保護，在沖擊能量吸收方面的可靠性遠遠好于帶串聯(lián)間隙型避雷器。同時不存在放電延時以及分散性。帶串聯(lián)間隙避雷器有純空間間隙以及固定間隙兩種形式，這種避雷器不會承受工頻電壓的影響，只有在雷電過電壓情況下才會處于工作狀態(tài)，有著較高的電阻片荷電率，可以顯著降低雷電沖擊殘壓，在實際應(yīng)用中有著極高的可靠性，使用壽命長。避雷器在實際應(yīng)用中也存在一定的局限性，需要定期拆除進行性能測試，如果電網(wǎng)中避雷器的安裝數(shù)量較多，將會在很大程度上增加維護管理工作難度。另外，這種避雷器很難實現(xiàn)對線路整體的有效保護，僅對安裝位置桿塔有著較好的保護效果。

3 電網(wǎng)防雷新技術(shù)以及改進措施

3.1 不平衡絕緣方式防雷

第一，單回三角排列線路，主要是應(yīng)用“差絕緣”技術(shù)，35kV系統(tǒng)接地電流小，可以在短時間內(nèi)運行單相接地，減少三相絕緣子其中一相絕緣子數(shù)量，在相間建立絕緣差，當線路遭受雷擊時，如果雷擊電流強度較大，超過線路防雷水平，那么閃絡(luò)現(xiàn)象會首先出現(xiàn)在差異相，出現(xiàn)單相接地。這種形式就相當于在雷擊瞬間，存在有避雷線以及差異相導線兩條避雷線，都處于接地狀態(tài)，進而提高線路防雷效果。應(yīng)用這種技術(shù)，可以將線路的整體防雷效果提高約24%。

第二，單塔雙回線路，很多輸電線路在選擇防雷技術(shù)時，應(yīng)用單塔雙回架線方式，這種防雷技術(shù)可以在一定程度上節(jié)約防雷成本，但是在雷擊情況下單塔雙回線路容易出現(xiàn)同時跳閘現(xiàn)象。當前很多線路應(yīng)用不平衡絕緣方式提高線路防雷水平，這種技術(shù)主要是指在一個回路中應(yīng)用正常絕緣方式，另一條回路中適當降低線路絕緣水平，比如減少絕緣子片。當雷擊現(xiàn)象出現(xiàn)時，閃絡(luò)現(xiàn)象首先會出現(xiàn)在絕緣水平較低線路，閃絡(luò)之后的導線相當于直接接地，通過這種方式，提高整個線路防雷水平，保證電網(wǎng)運行的安全可靠性。

3.2 限流式先導放電避雷針

限流式先導放電避雷針，在雷云電場作用下，限流先導放電避雷針可以增加避雷針虛擬高度，引導雷電擊落在避雷針上，這種技術(shù)彌補了傳統(tǒng)避雷針存在的“側(cè)擊”等現(xiàn)象。另外，還能顯著降低雷電電流流入大地后的感應(yīng)過電壓水平。

4 結(jié)語

雷擊現(xiàn)象存在較大的分散性以及隨機性，很難提前控制雷擊點以及雷電參數(shù)，雷擊線路跳閘事故的分析存在較大的難度，在這種情況下，非常容易導致線路因為雷擊出現(xiàn)故障，影響電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性。因此，想要應(yīng)用新的防雷技術(shù)，必須要先對地區(qū)地理、氣象等方面情況進行詳細分析調(diào)查，同時了解線路運行實際情況，計算線路防雷水平，綜合考慮這些方面因素，采取針對性的防雷改進措施，提高線路防雷水平，為電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 張磊.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（2）：64-65.

[2] 王剛.110kV輸電線路防雷技術(shù)應(yīng)用研究[J].通訊世界，2014（24）：63-65.

[3] 周振宇.線路防雷技術(shù)在輸電線路設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015（17）：143-144.

[4] 邵家源.淺析110kV輸電線路防雷技術(shù)綜合應(yīng)用與運維管理[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（16）：145.endprint