淺析送電線路防雷技術(shù)

魏美寶

摘 要：架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于架空輸電線路路徑通常需要跨越高山地區(qū)、丘陵地區(qū)以及部分空曠的區(qū)域，加上輸電線路很長(zhǎng)，增加了雷擊發(fā)生的次數(shù)。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)輸電線路雷害原因進(jìn)行分析，影響雷害的因素是多方面的，根據(jù)雷害故障的性質(zhì)以及線路運(yùn)行情況，考慮現(xiàn)場(chǎng)地理情況，提出有針對(duì)性的防雷措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路 雷害原因 防雷技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）11（b）-0048-02

電力輸電線路具有較多的種類，而架空輸電線路是包含在其中的一種，其主要具有施工速度快、維修簡(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn)，因此在近年來(lái)對(duì)架空輸電線路的建設(shè)得到電力企業(yè)的大力支持。但由于架空輸電線路多架設(shè)在野外比較空曠的自然環(huán)境中，從而大大提高了架空輸電線路受雷擊的損害，對(duì)架空輸電線路做好防雷相關(guān)設(shè)施配置、以及設(shè)計(jì)，可有效預(yù)防受雷擊的影響，以及提高架空輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 分析雷擊線路跳閘的原由

架空輸電線路出現(xiàn)雷害故障需經(jīng)歷以下幾個(gè)時(shí)期：當(dāng)輸電線路受到雷電過(guò)電壓時(shí)—線路發(fā)生閃絡(luò)—由閃絡(luò)變成工頻電壓—跳閘—中止供電。此上，對(duì)山區(qū)送電常出現(xiàn)大、高差檔距以及跨度大等現(xiàn)象，此是降低架空線路耐雷擊水平的主要原因。

此外，當(dāng)雷擊避雷線或者塔、桿頂部時(shí)，雷電電流會(huì)經(jīng)過(guò)接地體與塔體，進(jìn)而造成桿塔電位變高，并在相導(dǎo)線上出現(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓，如相導(dǎo)線感應(yīng)過(guò)電壓與升高塔體電位形成的電位差大于架空線路絕緣閃絡(luò)電壓值（uj>u50%）時(shí)，桿塔與導(dǎo)線間會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)，通常被稱為反擊閃絡(luò)因此，需采取以下預(yù)防措施：首先減少和杜絕直擊，避免輸電線路被雷直擊；控制線路出現(xiàn)閃絡(luò)的概率；減少工頻電弧，采取措施防止停電。

2 合理安裝避雷針

避雷針的安裝是輸電線路常常使用的防雷方法之一。但在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到避雷針的影響，造成保護(hù)范圍過(guò)小和雷擊概率變大等現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)以往由避雷針引起的雷擊故障進(jìn)行研究可知：避雷針與被保護(hù)物之間的距離有著重要的關(guān)系；此外，因避雷針具有引雷作用，反而增加受雷擊機(jī)率；當(dāng)雷電被引至避雷針上時(shí)，強(qiáng)雷電流會(huì)順著避雷針流向大地后可能形成磁場(chǎng)而引起截應(yīng)過(guò)電壓，其與受到雷擊的距離成反比，跟雷電流大小和變化速度則為正比。

目前，我國(guó)在相關(guān)管理規(guī)定中明確指出被保護(hù)物接地裝置與避雷針之間的地中距離Sd需大于3m，距離被保護(hù)物空氣中距離需大于5m，對(duì)于這一標(biāo)準(zhǔn)，電視發(fā)射塔及微波塔天線上的避雷針難以達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，因此不建議架空輸電線路應(yīng)用此種防雷措施。

3 對(duì)避雷線的安設(shè)進(jìn)行分析

安設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)最基本的方法，也是效果最好的方法。通過(guò)安裝避雷線不但能預(yù)防雷電對(duì)導(dǎo)線的直擊，并且還具備以下作用：一是分流作用，使流經(jīng)桿塔的雷擊電流被減弱，也減弱了塔頂電位；二是對(duì)導(dǎo)線有屏蔽效果，降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓；三是對(duì)導(dǎo)線起耦合作用，減弱線路絕緣子的電壓。

通常線路電壓的高低與應(yīng)用避雷線的效果優(yōu)劣成正比，另外在線路造價(jià)方面避雷線所占比重并不高。為使避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽效果提高，使繞擊率變小，必須把避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角做到20°～30°。輸電線路包含110kV及以上電壓等級(jí)均應(yīng)當(dāng)全線安設(shè)避雷線，假如條件充許35kV輸電線路也可采用。

4 加強(qiáng)輸電線路的絕緣

因一些區(qū)域的架空輸電線路需采用大跨越高桿塔，例如應(yīng)用跨河桿塔，進(jìn)而大大增添了桿塔落雷的機(jī)會(huì)。為減弱輸電線路跳閘率，需在高桿塔上安裝絕緣子串片數(shù)，進(jìn)而拉開(kāi)地線與加大跨越檔導(dǎo)線之間的距離，使線路絕緣增強(qiáng)。

根據(jù)實(shí)際情況分析起到較明顯的效果，我縣35 kV荷均線線路在2009年整年跳閘統(tǒng)計(jì)次數(shù)為13次都是因雷擊，后到秋季安排停電登桿洗瓶并給易受雷擊的桿多增加一片，第二年雷擊跳閘率明顯下降，2010年統(tǒng)計(jì)次數(shù)僅為5次。

5 安裝避雷器

避雷器是一種直擊雷防護(hù)設(shè)備，簡(jiǎn)稱消雷器，早在上世紀(jì)就已廣泛應(yīng)用，當(dāng)前我國(guó)輸電線路中裝設(shè)的消雷器高達(dá)上千套，并且均獲得良好運(yùn)行效果。近幾年雖然在消雷器的理論及機(jī)理上還存在一些矛盾，但是消雷器的效果是大家有目共睹的，它在消除和減少雷擊中有良好效果，由于其在接地電阻上并無(wú)特別要求，且消雷器保護(hù)范圍比避雷針更廣，已被人們普遍接受和認(rèn)可。

6 降低接地電阻

由于桿塔接地電阻對(duì)高壓輸電線路耐雷水平有直接影響，通過(guò)以下數(shù)據(jù)分析可看出110～500kV線路耐雷水平跟桿塔接地電阻間的關(guān)系。

（1）電壓等級(jí)越高，桿塔接地電阻降低的作用變得更關(guān)鍵。針對(duì)土壤電阻率高的區(qū)域，需采用如置換土壤或更換接地網(wǎng)等措施降低電阻；雷擊多發(fā)區(qū)域，應(yīng)確保主網(wǎng)線路桿塔接地電阻高于10Ω，山區(qū)應(yīng)超過(guò)15Ω。

（2）在夏季雷雨天氣較多時(shí)，應(yīng)提前按照規(guī)定要求，對(duì)雷擊多發(fā)地線路桿塔接地電阻進(jìn)行測(cè)量。

（3）接地裝置深埋距離需在0.6m以上，可采用大截面的接地引下線，同時(shí)做好引下線表層的防腐工作，按要求嚴(yán)格對(duì)接地裝置的截面、埋入深度、接頭等進(jìn)行重點(diǎn)檢查，不合格的及時(shí)進(jìn)行處理。

為了保障其接地效果，應(yīng)確保接地系統(tǒng)連接的穩(wěn)定性，確保接地系統(tǒng)中接地網(wǎng)與接地引下線的連接、架空地線與桿塔接地引下線的連接。同時(shí)為了保障接地網(wǎng)的接地效果，通常要求接地體的沖擊系數(shù)<1，以下公式（1）為接地裝置工頻接地電阻計(jì)算方法：

目前，我司35kV線路基本都是在高山，對(duì)110～500kV線路耐雷水平與桿塔接地電阻的關(guān)系進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)分析以下所示。

（1）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓110kV。當(dāng)接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時(shí)；其耐雷水平分別為：63.4kV、40.7kV、24.3kV、15.8kV；P1所在百分比分別為：19.0%、34.5%、52.9%、66.1%；相對(duì)危險(xiǎn)因素分別為：1.0、1.8、3.5、3.5。

（2）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓220kV。當(dāng)接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時(shí)；其耐雷水平分別為：110.2kV、75.7kV、47.7kV、32.0kV；P1所在百分比分別為：5.6%、13.8%、28.7%、43.3%；相對(duì)危險(xiǎn)因素分別為：1.0、2.5、5.1、7.7。

（2）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓500kV。當(dāng)接地電阻為：7Ω、15Ω、30Ω、50Ω時(shí)；其耐雷水平分別為：176.7kV、125.4kV、81.2kV、55.2kV；P1所在百分比分別為：1.0%、3.8%、11.9%、23.6%；相對(duì)危險(xiǎn)因素分別為：1.0、3.9、12.1、24.1。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，影響輸電線路雷擊跳閘率的因素眾多，在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的狀況，對(duì)地理、氣象、線路運(yùn)行等進(jìn)行勘察，并仔細(xì)核算輸電線路的耐雷水平，對(duì)措施實(shí)施的難度、工作量、效果和可行性等方面進(jìn)行研究，從而選取出最為恰當(dāng)?shù)姆览追绞?，以保障送電線路的正常運(yùn)行。

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