關(guān)于架空輸電線路防雷措施的探討

鄒運(yùn)明 陳超 龔奎 葉博楠 宋彪

摘要：架空輸電線路是電能輸送的主要渠道，其能否正常的運(yùn)行關(guān)系著人民的正常生活，也影響到人民的用電安全，由于架空輸電線路裸露在自然界中，具有遭受雷擊的概率，一旦線路遭受雷擊，勢(shì)必會(huì)影響其正常運(yùn)行，甚至是終止輸電。因此，為了使架空輸電線路避免雷擊，就必須要采取有效的、科學(xué)的的防雷措施。本文也主要對(duì)其措施進(jìn)行探討，并提出一些具體的防雷措施。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；雷擊危害；防雷措施

架空輸電線路會(huì)經(jīng)過高山、山林、丘陵等地帶，而這些地帶不僅地形復(fù)雜，很多地區(qū)的天氣環(huán)境也較為惡劣，增加了線路遭受雷擊的概率，而雷擊也常常造成嚴(yán)重的后果，例如，出現(xiàn)跳閘、損壞絕緣子、導(dǎo)線斷裂、塔桿受損等情況，嚴(yán)重影響著輸電線路的安全運(yùn)行及正常輸電。因此，必須要采用防雷措施來預(yù)防輸電線路遭受雷擊。目前，架空輸電線路運(yùn)用的避雷措施包括安裝避雷線、安裝避雷針、優(yōu)化避雷線保護(hù)角的設(shè)計(jì)、使用接地降阻劑、利用耦合地埋線等措施。但必須要考慮多方面的因素，選擇科學(xué)的避雷措施，才能起到高效的避雷效果。

一、架空輸電線路的雷擊危害

1、跳閘。雷電一般具有較高的電能，一旦擊中輸電線路極易造成跳閘現(xiàn)象，跳閘現(xiàn)象通常有兩種情況，一種是雷電直接擊中輸電線路或擊中塔桿，輸電線路的電壓、電流就會(huì)瞬間大幅升高，不僅影響著線路的穩(wěn)定性與安全性，也極易造成跳閘而終止輸電；另一種是雷電沒有直接擊中輸電線路或塔桿，而是在輸電線路附近產(chǎn)生作用，產(chǎn)生了巨大的電磁場(chǎng)，對(duì)輸電線路產(chǎn)生極大的干擾，從而容易出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

2、損壞絕緣子。由于雷電所蘊(yùn)含的電量極大，在擊中塔桿絕緣子以后，會(huì)引起絕緣子閃絡(luò)放電，并產(chǎn)生大量的熱量，使絕緣子受到融合、燒傷、破裂等情況，讓絕緣子受到損壞而失去絕緣作用。

3、塔桿損壞、導(dǎo)線斷裂。較強(qiáng)的雷電在擊中導(dǎo)線或塔桿以后，導(dǎo)線會(huì)承受較大的瞬間電流，一旦超過導(dǎo)線的承受能力，就會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線斷裂的情況，導(dǎo)致輸電終止。對(duì)于塔桿而言，也是同樣道理，一旦超過塔桿承受能力，也會(huì)出現(xiàn)損壞塔桿的情況。

二、架空輸電線路的防雷措施

1、安裝避雷線。安裝避雷線是架空輸電線路的一種最基本的防雷措施，主要是拉根避雷線把塔桿與大地連接在一起，通常也發(fā)揮著較好的防雷效果，當(dāng)雷電擊中輸電線路時(shí)，電流可以及時(shí)經(jīng)避雷線傳輸?shù)酱蟮?，不僅可以防止輸電線路內(nèi)部電流過大而損壞導(dǎo)線，也可以有效的保護(hù)絕緣子，防止絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)情況。從而可以有效的避雷，保障輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、安裝避雷針。避雷針是安裝在塔桿上的防雷裝置，其可以把雷電所產(chǎn)生的電流輸送到地面，從而起到保護(hù)輸電線路的作用，其也是常用的避雷措施。但避雷針也有一定的缺點(diǎn)，首先，避雷針在把強(qiáng)大的雷電輸送到地面的過程中，會(huì)產(chǎn)生大范圍的電磁場(chǎng)，嚴(yán)重影響著電力設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至是損壞相關(guān)設(shè)備；其次，避雷針把強(qiáng)大的電流輸送到地面以后，使線塔周圍地面電壓瞬間升高，線塔周圍如存在易燃、易爆的物品或相關(guān)設(shè)備，就可能會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，在應(yīng)用避雷針進(jìn)行防雷時(shí)需要科學(xué)的分析、合理的安裝，才能起到有效的防雷作用，否則，不僅起不到防雷作用，反而還容易被雷電擊中。此外，避雷針還要避免用在具有弱電設(shè)備的塔桿上，或避免用在塔桿附近具有易燃、易爆物品及弱電設(shè)備的塔桿上。

3、優(yōu)化避雷線保護(hù)角的設(shè)計(jì)。避雷線和輸電導(dǎo)線與垂直線的夾角被稱為避雷線保護(hù)角，其夾角的大小與防雷效果有著較大的關(guān)系，一般來講，保護(hù)角越小防雷效果越好。所以，在輸電線塔的設(shè)計(jì)中，要優(yōu)化保護(hù)角的設(shè)計(jì)。但電壓不同的輸電線路的保護(hù)角也存在一定的差別，例如，500KV以上的輸電線路塔桿保護(hù)角一般在20°，甚至是低于20°，而220kv到330kv的輸電線路避雷線保護(hù)角在20°～30°。不同的地區(qū)所用的保護(hù)角也存在差別，例如，在山區(qū)高雷地區(qū)甚至可以采用負(fù)保護(hù)角。所以，在保護(hù)角設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)多方面的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)，才能起到有效的保護(hù)效果。

4、使用接地降阻劑進(jìn)行防雷。接地降阻劑也是常用的防雷措施，通常運(yùn)用在復(fù)雜地質(zhì)條件下的防雷。其防雷效果也較為明顯，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，其一、使用接地降阻劑后，離子會(huì)釋放到土壤中，不僅可以增大接地體的散流面積，也可以讓離子導(dǎo)電體發(fā)揮高效的作用，從而可以使原接地極達(dá)到降阻目的。一些強(qiáng)效降阻劑可以降阻60%到90%。其二，接地降阻劑具有防腐功能，可使土壤PH值長(zhǎng)期保持在8左右，對(duì)接地體產(chǎn)生了一種鈍化保護(hù)作用。同時(shí)，降阻劑一班含有鋅或其它的化合物，對(duì)接地所用的鋼材產(chǎn)生了陰極保護(hù)作用，有效的避免塔桿地網(wǎng)受到腐蝕；第三，降阻劑性能穩(wěn)定，不受天氣、季節(jié)、溫度、酸堿度的影響，從而保證了良好的防雷效果。

5、利用耦合地埋線進(jìn)行防雷。耦合地埋線也可以起到有效的防雷效果和提高輸電線路的耐雷能力，在正常情況下，利用耦合地埋線可以使跳閘率降低40%左右，也可以降低因雷擊而產(chǎn)生的線路故障。耦合低埋線主要適用于雷電活動(dòng)較為頻繁的地區(qū)，其使用后一方面可以加大避雷線和輸電導(dǎo)線之間的耦合系數(shù)，并對(duì)雷電流進(jìn)行有效的分流。另一方面，可以有效的降低接地電阻及有效的降低土壤的電阻率。

6、采用不平衡的絕緣方式。架空輸電線路都屬于高壓線路，為了確保輸電的穩(wěn)定性及安全性，高壓線路一般采用雙回路線路。這樣以來，有些防雷措施難以達(dá)到理想的防雷效果，所以，可以采用不平衡的絕緣方式，既能夠降低雷擊概率，也可以提高線路的耐雷能力，有效的避免跳閘和保障線路的穩(wěn)定性。其防雷機(jī)理主要是利用絕緣子串?dāng)?shù)的不同來構(gòu)建不平衡的絕緣方式，當(dāng)線路受到雷擊時(shí)，串?dāng)?shù)較少的絕緣子無法承受雷擊，就會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)情況，讓另外一根導(dǎo)線的耦合作用被提升，使其耐雷能力得到了提升，從而也就避免了串?dāng)?shù)較多的絕緣子閃絡(luò)，使輸電線路保持輸電狀態(tài)。

三、結(jié)語

對(duì)于架空輸電線路而言，雷電對(duì)其造成的后果也較為嚴(yán)重，對(duì)正常的輸電也帶來了較大的影響，所以，采用有效的防雷措施不僅極為必要，也極為重要，因此，電力部門在架設(shè)架空輸電線路的過程中，必須要對(duì)線路、塔桿及塔桿所在地的環(huán)境等進(jìn)行充分分析，才能正確的應(yīng)用防雷措施。

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