110kV輸電線路防雷保護(hù)探討

文/李強(qiáng)，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司錫林郭勒電業(yè)局阿巴嘎供電分局

110kV輸電線路防雷保護(hù)探討

文/李強(qiáng)，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司錫林郭勒電業(yè)局阿巴嘎供電分局

文章通過(guò)對(duì)110kV高壓輸電線路遭雷擊的危害性以及雷擊跳閘的成因進(jìn)行分析,探討出110kV高壓輸電線路綜合防雷的幾點(diǎn)保護(hù)措施,其中包括分析雷電參數(shù)、架設(shè)避雷線、安裝線路型避雷器、架設(shè)耦合地線等關(guān)鍵技術(shù),以期更大程度上預(yù)防高壓輸電線路的雷擊事故,確保電力輸送的安全、穩(wěn)定。更多還原

高壓輸電；防雷保護(hù)；安全；措施

雷電是一種十分常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其蘊(yùn)藏了巨大的能量，能給被擊中的物體造成毀滅性打擊。對(duì)于電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，輸電線路最怕遭遇雷電等自然因素，尤其是110kV輸電線路。由于其運(yùn)用范圍逐漸廣泛，在一些雷電多發(fā)地區(qū)，110kV輸電線路遭受雷擊發(fā)生事故的現(xiàn)象普遍存在，因此需要在110kV輸電線路設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，做好防雷措施。

1 雷電對(duì)于輸電線路的影響

電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區(qū)輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據(jù)運(yùn)行記錄，輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障，進(jìn)而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。

1.1 感應(yīng)雷過(guò)電壓

雷擊線路周圍地面或者線路桿塔時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而在導(dǎo)線上引發(fā)過(guò)電壓，使得導(dǎo)線中的電流增大，產(chǎn)生一種嚴(yán)重威脅人身財(cái)產(chǎn)安全的“高壓線”。因主放電自身速度的原因，會(huì)在導(dǎo)線兩側(cè)運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生一種感應(yīng)過(guò)電壓波，這種感應(yīng)過(guò)電壓會(huì)在瞬間把線路變成為“高壓線”。針對(duì)這種現(xiàn)象，在設(shè)置電纜的時(shí)候，最好把電纜埋入地下，而不是利用架空的方式來(lái)預(yù)防感應(yīng)雷，同時(shí)還應(yīng)該增設(shè)相應(yīng)的室內(nèi)線路防雷設(shè)施，加設(shè)專門弱電保護(hù)裝置。

1.2 直擊雷過(guò)電壓

雷電直接擊到輸電線路上，大量的雷電流經(jīng)過(guò)輸電導(dǎo)線，通過(guò)輸電線路的阻抗而接地，在阻抗上出現(xiàn)電壓降，導(dǎo)致被擊點(diǎn)的電位升高，這種就叫做直擊雷過(guò)電壓。由于直擊雷過(guò)電壓的機(jī)械效應(yīng)、電效應(yīng)以及熱效應(yīng)，很容易破壞線路，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成人員的傷亡。因此，在實(shí)際工作中，通常是利用避雷針來(lái)防直擊雷，把雷電引到避雷針上，以此安全地將雷電導(dǎo)入到地中，達(dá)到屏蔽的作用。

2 雷擊110kV輸電線路跳閘原因分析

2.1 輸電線路是否經(jīng)過(guò)雷暴發(fā)生概率較大的區(qū)域。

有些地區(qū)具有特殊的地理環(huán)境等因素，導(dǎo)致雷電活動(dòng)比較頻繁，輸電線路如果經(jīng)過(guò)此區(qū)域而沒(méi)有采取相應(yīng)的提升防雷水平的措施，其受到雷電影響而跳閘的事件發(fā)生頻率就會(huì)大大增加。

2.2 輸電線路遭遇強(qiáng)雷電的多種擊中方式，如直擊、反擊或者繞擊。由于輸電線路大多安裝了避雷裝置，所以其被雷電直接擊中的可能性相對(duì)較小。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，輸電線路受到的雷擊多是由于雷電繞過(guò)避雷裝置而擊中線路或者雷電擊中附近設(shè)施，進(jìn)而影響到線路的運(yùn)行，即雷電繞擊和雷電反擊方式。

3 輸電線路防雷保護(hù)措施

3.1 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線作為輸電線路的基本避雷措施，可以避免雷電對(duì)高壓輸電線路的直擊。架設(shè)了避雷線后，雷電直擊輸電線時(shí)將會(huì)首先擊中避雷線，然后雷電流通過(guò)接地線被導(dǎo)入地下，從而避免了雷擊直擊而跳閘的事件發(fā)生。由于天氣系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，所以為了防止雷電直擊，高壓輸電線都應(yīng)該架設(shè)避雷線。

3.2 安裝線路型避雷器

線路型避雷器是利用雷電擊中塔桿時(shí)將雷電流導(dǎo)入地下的動(dòng)作，以保護(hù)絕緣子串不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，從而能夠有效防止雷電反擊。通常，線路型避雷器具有通流量大、反應(yīng)快、維護(hù)簡(jiǎn)單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)安裝有著嚴(yán)格的要求，尤其是塔桿的沖擊電阻對(duì)線路型避雷器的耐雷水平影響很大，所以應(yīng)盡量按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。

3.3 進(jìn)行耦合地線的架設(shè)

架空線路下方或者附近架設(shè)的架空地線被稱為耦合地線，在雷電擊中塔桿時(shí)，其會(huì)有分流和耦合的作用，能夠降低反擊和繞擊的幾率。在實(shí)際避雷中，這種耦合地線不僅在塔頂受到雷擊時(shí)會(huì)增大了被雷擊桿塔流向相鄰桿塔的雷電流，而且增大了導(dǎo)線和避雷線的耦合系數(shù)，降低了絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象的幾率。實(shí)踐證明，架設(shè)耦合地線對(duì)降低雷擊跳閘率具有明顯效果。

3.4 對(duì)桿塔的接地電阻進(jìn)行降低

當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，雷電流會(huì)通過(guò)桿塔流入大地，從而使塔頂?shù)碾娢恢抵苯邮艿綏U塔的接地電阻的影響。一般來(lái)說(shuō)，桿塔的接地電阻主要受到桿塔的高度、塔桿所處的土壤電阻率等因素的影響。而且由于雷電流流入地下時(shí)往往沿地表傳輸，所以采用深井的方式來(lái)降低接地電阻的做法是不可行的。在制定降低桿塔接地電阻的具體方案時(shí)，應(yīng)對(duì)桿塔的地理位置具體考察，考慮桿塔附近有無(wú)低電阻率的土壤，或者水源等，然后對(duì)這些地理?xiàng)l件加以有效的利用，從而降低桿塔的接地電阻。

3.5 加強(qiáng)桿塔絕緣

為了降低受輸電線路的跳閘率，工作人員常常會(huì)對(duì)高桿塔、跨越較大桿塔及遭受雷擊較頻繁的桿塔進(jìn)行增絕緣處理，主要方法有增加絕緣片數(shù)量、更換復(fù)合絕緣子等。同時(shí)運(yùn)行單位也應(yīng)重視線路中絕緣子的管理，不僅要拒絕不合格的絕緣子參與電網(wǎng)運(yùn)行，而且在定期檢查中更換不合格的絕緣子，或者使用復(fù)合絕緣子和增加絕緣子數(shù)量增加防雷效果。但出于經(jīng)濟(jì)性考慮，電力企業(yè)不可能為了防止雷擊而無(wú)限增加絕緣子的數(shù)量，由此看來(lái)，這種通過(guò)提高輸電線路的絕緣性來(lái)防止雷擊跳閘的方法也有其相應(yīng)的局限性，因此后期需要在控制成本方面找尋更佳方案。

3.6 安裝自動(dòng)重合閘

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大部分雷擊所造成的跳閘現(xiàn)象沒(méi)有危及到電網(wǎng)的運(yùn)行能力，因而可以在變電站中安裝自動(dòng)重合閘，在雷擊跳閘后直擊合閘，以利于送電的及時(shí)恢復(fù)，降低雷擊的經(jīng)濟(jì)損失。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，這種重合閘的防雷成功率最高可達(dá)95%，最低也有57%。故有關(guān)規(guī)程規(guī)定：各級(jí)電壓線路都要根據(jù)運(yùn)行情況，盡可能地安裝單相或三相重合閘，尤其是因土壤電阻率高而受到雷擊的可能性較大的地域的送電線路，因此，安裝自動(dòng)重合閘對(duì)于減少雷電的危害是一種行之有效的方法，應(yīng)該加以推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

110kV的運(yùn)用不斷廣泛，與其相關(guān)的防雷問(wèn)題也逐漸受到業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注。輸電線路防雷需要明確發(fā)生雷擊的根本原因，在根據(jù)輸電線路的基本特點(diǎn)，制定詳實(shí)的防雷措施，并且加以執(zhí)行，切實(shí)降低雷擊對(duì)110kV輸電線路造成的影響。