高壓輸電線路雷擊跳閘問題分析

周成林

（中國電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴陽 550002）

1 引言

近年來，為了保障電力供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性，電力企業(yè)紛紛加強(qiáng)了自身的綜合管理能力，并采取了多元化的控制措施，保障電力的安全生產(chǎn)。但是高壓輸電線路的雷擊跳閘問題仍較嚴(yán)重，相關(guān)電力工作者必須對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行全面分析，并采取有效的解決措施，確保電力傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

2 高壓輸電線路雷擊跳閘問題的產(chǎn)生

2.1 雷擊現(xiàn)象的產(chǎn)生

雷擊現(xiàn)象是導(dǎo)致電力供應(yīng)存在安全風(fēng)險(xiǎn)的重要自然因素之一。不僅會導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)絕緣子閃絡(luò)問題，而且給后期的線路維護(hù)檢修制造了巨大困難。常見的高壓輸電線路雷擊跳閘主要有以下兩種方式：

（1）直擊雷：就是在雷雨天氣，雷與地面的某個(gè)單元之間形成了較為強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，導(dǎo)致處于兩者之間的物體受到幾百萬伏電壓的影響，出現(xiàn)融化等現(xiàn)象。往往在實(shí)際生活中，直擊雷會與設(shè)置在塔頂?shù)谋芾籽b置，產(chǎn)生較強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，并導(dǎo)致瓷瓶出現(xiàn)閃絡(luò)的問題。

（2）環(huán)繞雷：和直擊雷不同的是，其在發(fā)生放電過程中，不會通過塔頂?shù)谋芾籽b置，而是直接與高壓輸電線路發(fā)生直接的放電，尤其是一些較為空曠的平原地帶，環(huán)繞雷經(jīng)常發(fā)生。

當(dāng)高壓輸電線路發(fā)生雷擊現(xiàn)象時(shí)，如果輸電線路距離地面的高度不超過20米時(shí)，可以通過計(jì)算公式計(jì)算其每年單位公里可能出現(xiàn)的雷擊次數(shù)：N=R×10H/1 000×100×T次/100 km*a。該公式中用一年中出現(xiàn)雷雨天氣的平均時(shí)間代表T，高壓輸電線路距離地面的高度代表H，雷電與大地之間的放電密度代表R。

2.2 環(huán)繞雷相關(guān)因素分析

為了對高壓輸電線路雷擊跳閘的原因進(jìn)行一步分析，通過對其進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，對環(huán)繞雷形成的原因進(jìn)行了分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)高壓輸電線路的桿塔高度、地形地貌、架空線路的高度以及導(dǎo)線的保護(hù)角度都可能引發(fā)環(huán)繞雷的發(fā)生。例如相同區(qū)域相同絕緣配置的情況，高壓輸電線路的桿塔越高，其耐雷水平也就越低。主要是因?yàn)閷?dǎo)線距離地面的距離較遠(yuǎn)，地面所起到的屏蔽作用不斷降低，環(huán)繞雷對高壓輸電線路產(chǎn)生的破壞也就越大。

尤其是山區(qū)的高壓輸電線路雷擊問題，為了降低產(chǎn)生環(huán)繞雷的幾率，必須采用3倍以上平地高壓輸電線路的控制手段，加大對輸電線路大跨度、高高度差的控制。

3 解決高壓輸電線路雷擊跳閘問題的有效對策

3.1 提升高壓輸電線路的絕緣系數(shù)

為了有效的降低高壓輸電線路的雷擊次數(shù)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對輸電線路的絕緣水平進(jìn)行關(guān)注，通過提高高壓輸電線路的絕緣系數(shù)，可以有效的提高其耐雷水平。一方面通過零值絕緣子的決策方式，對輸電線路進(jìn)行絕緣化處理；另外一方面，還應(yīng)當(dāng)加大力度，不斷引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和材料。例如玻璃絕緣子不僅具有耐電弧的特點(diǎn)，而且本身使用壽命較長。當(dāng)其受到雷擊后，其表面可以形成較為光滑的玻璃體，仍保持了較高的絕緣性能，有效的提高了高壓輸電線路的絕緣系數(shù)。

3.2 降低桿塔的接地電阻

在確保桿塔土壤中電阻率的基礎(chǔ)上，通過對桿塔的接地電阻值進(jìn)行有效降低，可以提升高壓輸電線路的耐雷水平。對于一些電阻率較高的地質(zhì)土壤，可以引入一些科學(xué)的技術(shù)參數(shù)控制，例如通過增加桿塔的埋深，延長其接地極的長度或者新增垂直接地極等方法，有效的對桿塔的接地電阻進(jìn)行降低優(yōu)化。

3.3 增加適量的耦合地線

為了避免高壓輸電線路雷擊跳閘問題的出現(xiàn)，增加耦合地線的方法應(yīng)用較廣廣泛。尤其是對于雷擊活動較為頻繁的區(qū)域，通過對可能受到雷擊的高壓輸電線路段，新增耦合地線，使得避雷針導(dǎo)線與其形成耦合，實(shí)現(xiàn)將雷擊所形成的高電流分流到兩側(cè)，從而達(dá)到了提高高壓輸電線路耐雷水平，降低雷電對其破壞的目的。

3.4 適當(dāng)運(yùn)用高壓輸電線路避雷器

（1）架設(shè)避雷線路：通過避雷線路的架設(shè)，不僅可以避免雷電直接與高壓輸電線路發(fā)生放電現(xiàn)象，而且還能有效的降低桿塔的負(fù)載電流強(qiáng)度。再加上輸電導(dǎo)線之間會形成一定的耦合作用，避雷線路的架設(shè)可以有效的降低高壓輸電線路的絕緣子的電壓強(qiáng)度。

（2）消雷器的使用：近年來，消雷器在高壓輸電線路當(dāng)中的應(yīng)用日漸廣泛，它可以有效的避免直擊雷與輸電線路發(fā)生放電作用，而且其保護(hù)范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于避雷針，具有較好的防雷效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，在對高壓輸電線路雷擊跳閘問題進(jìn)行防治過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對地形地貌、土壤電阻以及高壓輸電線路的線路設(shè)計(jì)等進(jìn)行綜合考慮，選取相對適宜的防雷設(shè)計(jì)，達(dá)到提高整個(gè)高壓輸電線路耐雷水平的目的。此外，相關(guān)工作者還應(yīng)當(dāng)提高自身專業(yè)能力，積極引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，利用新技術(shù)和新材料降低雷擊對高壓輸電線路造成的破壞，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性，推動電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。