超高壓輸電線路運行中的防雷技術

郝建江　韓晉東　茹海波

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的500kV高壓輸電線路在電網(wǎng)輸配電系統(tǒng)中得到了廣泛應用，500kV高壓輸電線路中一般情況下都需要沿線布置避雷防護裝置。因為500kV高壓輸電線路的架設區(qū)域多為遠離城市居民區(qū)或農(nóng)村密集地的地點，即多為空曠的平原、山嶺等人煙稀少地帶，相比于人員集中區(qū)，這些人員稀少地帶的氣候、地形都非常復雜多變，由此大大增加了輸電線路被雷擊的概率，從而導致線路的跳閘以及閃絡放電等事故，這對500kV高壓輸電線路造成嚴重的負面影響。因此，本文對500kV輸電線路的防雷治理進行分析研究。

關鍵詞：500kV輸電線路；防雷；治理措施

我國幅員遼闊，有很多地區(qū)屬于山區(qū)，地形起伏比較大，這就使得山中的輸電線路容易遭受到雷擊。雷擊的出現(xiàn)，既影響著輸電線路的正常使用，也影響著人們的日常生活，為此，各地區(qū)政府與人民都十分關注架空輸電線路的安全性。為最大程度地減少損失，做好500kV輸電線路雷的防雷治理工作很有必要。

1高壓輸電線路中防雷的重要性

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)事業(yè)也取得較快的發(fā)展，在我國，電網(wǎng)事業(yè)對國家發(fā)展越來越重要了。工業(yè)的不斷發(fā)展以及人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求使得電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，尤其是近幾年來我國工業(yè)的飛速發(fā)展使得高壓電網(wǎng)線路增加，在經(jīng)濟高速發(fā)展的時代，保障經(jīng)濟發(fā)展所需要的用電是社會主義經(jīng)濟發(fā)展的客觀要求，然而在我國高壓輸電線路中，高壓網(wǎng)系統(tǒng)自身結構的復雜性，很容易受到雷擊危害，當高壓輸電線路遭到雷擊時會使得高壓系統(tǒng)跳閘，從而影響經(jīng)濟的發(fā)展，更為嚴重的是，當高壓輸電線路遭到雷擊時，會引發(fā)雷火、電火、一旦火勢蔓延開來，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全，帶來巨大的損失，因此，在高壓輸電線路中，做好防雷工作是保障我國經(jīng)濟發(fā)展以及人們生命安全的重要保障，有著重大的意義。

2雷擊種類

雷擊是主要危害500kV輸電線路正常運行的罪魁禍首之一，而直雷擊對輸電線路造成嚴重危害。它分為繞擊雷和反擊雷兩種。反擊雷的雷電流幅值一般在100kV以上，接地電阻值較大，呈現(xiàn)一基多項或者多基多項的閃絡基數(shù)和相數(shù)，不受地形的影響。而繞擊雷電流幅值在20KA到30KA之間，接地電阻關系不大，在山坡和山頂上容易發(fā)生。500kV輸電線路抗繞擊雷水平在15KA到30KA之間，抗反擊雷水平在100KA以上。一般情況下，如果遇上繞擊雷，都會造成跳閘現(xiàn)象，繞擊雷是500kV輸電線路的主要攻克對象。

3 500kV輸電線路容易導致雷擊的原因

桿塔的高度、避雷保護角、桿塔地面的坡度與繞擊雷有直接關系。當桿塔高度越高，電感性能越強，雷電線通過桿塔所產(chǎn)生電壓幅值就越大。而避雷線保護角越大，雷電繞擊區(qū)就會增加，繞擊次數(shù)和概率也相應增加。地面坡度越大，輸電線暴露的弧段就會增加，使得電感也隨之增加。當線路沿著坡體向桿塔時，坡體內(nèi)側繞擊區(qū)就得到較少，但外側又得以增加，繞擊區(qū)大小直接影響著雷電繞擊的次數(shù)。大量數(shù)據(jù)顯示，由于地形造成線路的弧段過大和避雷線的保護角過大，雷擊的概率就會相當高。某一些地區(qū)由于地下有大量的易導電礦物質(zhì)，也容易造成雷擊現(xiàn)象。由于大量的地下土質(zhì)，和云層具有相反的電荷，而桿塔則形成大地的“尖端放電”，和云層的電感增強，再加上桿塔和導線均是良導體，線路本身又自帶電荷，這就極容易導致雷擊。

4 500kV輸電線路的防雷治理措施

4.1選取合理的輸電線路路徑

雷擊現(xiàn)象的出現(xiàn)，就有其必然存在的原因，所以產(chǎn)生了很多雷擊區(qū)，在選擇輸電線路的路徑時盡量避免經(jīng)過雷擊區(qū)，就會減少很多的雷擊危害。容易造成雷擊危害的雷擊區(qū)主要有：地下水位高易導電或是地下含有易導電礦物質(zhì)的區(qū)域；在一些地質(zhì)形貌發(fā)生變化如山坡與平原的交接區(qū)域、斷層帶等地區(qū)土質(zhì)的電阻率也會發(fā)生驟變，形成電阻率變低的區(qū)域；在山口峽谷地帶的順風區(qū)或山區(qū)的多風地帶等雷暴走廊區(qū)；如一些被水庫、水塘、河流、湖泊以及樹林等包圍的濕潤盆地；山丘頂部或植被長勢良好的向陽區(qū)等。

4.2安裝避雷針和避雷器

避雷針裝設的主要作用是為了進行分流和耦合，尤其是針對500kV的高壓輸電線路，降低絕緣子串電壓的效果更加明顯，由此能夠很好地預防輸電線塔頂線路的跳閘事故。避雷器裝設的主要作用是為了更好地串聯(lián)線路絕緣子串，以提高500kV高壓輸電線路預防雷電反擊和繞擊的能力，可以保護線路上的絕緣體不受雷電襲擊。避雷器的安裝地點要選取經(jīng)受雷擊較多的塔桿，即選取雷電易發(fā)區(qū)的輸電線路段，而避雷器的安裝數(shù)量一般根據(jù)線路被雷電擊打的頻率來確定。裝設避雷器后可以提高輸電線路的預防雷電反擊的能力，降低雷擊跳閘現(xiàn)象的發(fā)生率。

4.3降低桿塔的接地電阻

由于各方面原因，如接地體遭受腐蝕、接地體外露、化學降阻劑性能降低甚至消失、外力破壞等，諸如上述原因使得桿塔的接地電阻增加，由此大大增加了架空輸電線路遭受雷擊的可能?；诖?，降低桿塔的接地電阻很有必要。具體方法如下：工作人員首先要對桿塔的接地電阻進行測試，若偏高，再依據(jù)具體原因，如若因為土壤問題而使得接地體遭受腐蝕，就需要重新測試土壤電阻率，再重新輻射接電線，做好焊接工作；如果發(fā)現(xiàn)接地裝置出現(xiàn)斷裂，需要立即進行焊接，焊接結束后還需要對接地電阻再進行一次測試，若不合格要重新敷設；使用性能有利的降阻劑。

4.4采用不平衡絕緣的方法

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，保障工業(yè)的用電是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要內(nèi)容。工業(yè)用電大多都是高壓電，在現(xiàn)代的高壓輸電線路上，在一根桿上架設多條線路的情況不斷增多，這樣做的目的是為了防止雷擊，避免雷擊帶來的損失，在此基礎之上，可以采用不平衡絕緣的方式來降低路線遭雷擊而跳閘的頻率，保障輸電線路的供電，滿足企業(yè)發(fā)展的需要，不平衡絕緣就是為了使得桿塔上的多條路線之間的絕緣體數(shù)量產(chǎn)生差異，減少雷擊時輸電線路中絕緣體之間的閃絡，從而提高了線路的防雷效果，保障輸電線路能夠持續(xù)供電。

4.5安裝線路自動重合閘裝置

安裝線路自動重合閘，也是架空輸電線路常用的一種防雷保護措施。安裝后輸電線路在遭受雷擊跳閘時，雷擊閃絡大多能在線路跳閘后自動重合成功，并立即恢復絕緣性能。因此，裝設線路自動重合閘可有效消除雷擊故障縮短跳閘時間，提高線路供電可靠性。

4.6增設耦合地線及塔頂防雷拉線

對于經(jīng)常受雷擊的桿段，可在導線下面加裝一條耦合地線，對避雷線起分流作用和耦合作用，間接降低接地電阻；在重雷區(qū)的易擊點，可架設塔頂防雷拉線，當雷電流直擊導線時，首先會觸及防雷拉線，可以起到屏蔽作用和有一定的分流作用。

結束語：

輸電線路常規(guī)的防雷保護措施僅能部分的減少線路雷擊跳閘次數(shù)，為大幅度降低或消除線路雷害事故，必須采取更有效的新措施。線路遭受雷擊既然是不可預測，不可避免的，那么我們應順其自然，以疏導為主，對于500kV輸電線路的特殊區(qū)域，應滿足設計規(guī)程所要求的接地電阻和耐雷水平，必要時要進行校驗，以便選擇適當?shù)谋Ｗo措施。

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