輸電線路的綜合防雷措施

明 宇

（國(guó)網(wǎng)晉城供電公司，山西 晉城 048000）

0 引 言

電力供應(yīng)直接影響人們的生產(chǎn)生活，需提高供電穩(wěn)定性和安全性。高壓輸電線路由于所處的地理環(huán)境和自然環(huán)境比較容易遭受雷擊，造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。因此，詳細(xì)論述了綜合防雷措施。

1 輸電線路事故原因分析

輸電線路中，高壓輸電比較容易遭受雷擊損害。高壓輸電線路的建設(shè)比較困難，對(duì)地理位置和地理?xiàng)l件要求較高。對(duì)于一些地勢(shì)復(fù)雜、險(xiǎn)峻的地區(qū)，高壓輸電線路不僅架設(shè)難度較大，而且遭受的損害也較多。由于輸電面積較廣、輸電線路較長(zhǎng)、地勢(shì)較開闊及線路架設(shè)較高，很容易在雷雨天氣遭受雷擊。

1.1 輸電線路絕緣配置不到位

絕緣裝置是為了避免輸電線路中產(chǎn)生電流回流。如果絕緣裝置配備不到位，甚至失去效用，容易發(fā)生跳閘現(xiàn)象。絕緣裝置一般使用周期較長(zhǎng)，老化現(xiàn)象較嚴(yán)重，一旦遭受雷擊，會(huì)造成非常嚴(yán)重的電力事故，且修復(fù)周期較長(zhǎng)，造成的損失較大。

1.2 輸電線路中防雷裝置不達(dá)標(biāo)

高壓輸電線路建設(shè)中，需提前設(shè)計(jì)好防雷裝置的安裝。但是，實(shí)際建設(shè)中容易忽略桿塔保護(hù)角，增大了雷擊概率，所以設(shè)計(jì)時(shí)要保證桿塔保護(hù)角符合標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)高壓輸電線路的防雷能力。避雷針不適用于輸電線路的架設(shè)。

1.3 桿塔接地工作不完善

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)雷擊事故的發(fā)生都是由于雷電直接擊中線路或者擊中輸電線路附近的空曠地帶，造成了過電壓現(xiàn)象。發(fā)生過電壓事故的原因和桿塔接地裝置直接相關(guān)。桿塔接地的阻值如果高于標(biāo)準(zhǔn)值，就會(huì)直接降低輸電線路的耐雷水平。桿塔高度也會(huì)影響輸電線路的防雷能力，桿塔高度越高，引雷面積就越大，輸電線路的防雷能力就越弱，且反擊概率也越高，更容易跳閘。

2 輸電線路綜合防雷的具體措施

輸電線路的過電壓保護(hù)方式會(huì)因輸電線路的電壓級(jí)別、電荷性質(zhì)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、雷電活動(dòng)的頻繁程度及當(dāng)?shù)鼐唧w環(huán)境的不同而采取不同措施。

2.1 線路走廊的選擇

線路走廊的選擇是從路線上避開雷電頻發(fā)的地區(qū)，需做好前期調(diào)研工作。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝妥匀画h(huán)境，選擇雷電較少的地區(qū)，還需結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)避開雷電頻發(fā)的場(chǎng)所。例如，水庫(kù)、山頂及半山區(qū)，不是靠近水，就是地勢(shì)較高，容易引雷。向陽坡下雨頻繁，容易引雷?？拷恿骱吹母咂禄蛘邨U塔接地電阻高的地區(qū)，容易引雷。橫跨水庫(kù)、河流、湖泊及地勢(shì)較高的平原地區(qū)等，四周較空曠，輸電線路架設(shè)較高，且靠近水域，容易引雷。

2.2 架設(shè)避雷線

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在平原地區(qū)架設(shè)避雷線效果顯著。避雷線和避雷針的原理是相同的，都是把雷電通過導(dǎo)線引入地下的避雷網(wǎng)，以減少其對(duì)輸電線路的危害[1]。

避雷線在雷電高發(fā)的山地、丘陵地區(qū)避雷效果不佳。山地不僅是多雷區(qū)也是易繞擊區(qū)。多山地區(qū)易出現(xiàn)繞擊失效和側(cè)擊失效的現(xiàn)象。為減少繞擊，需減少保護(hù)角。對(duì)于已建成的輸電鐵塔，已無法改變其保護(hù)角。對(duì)于正在建設(shè)或者準(zhǔn)備建設(shè)的輸電鐵塔，可合理設(shè)計(jì)保護(hù)角，一般不宜超過20°，最大不能超過30°。

架設(shè)耦合地線防雷效果顯著。耦合地線可有效降低輸電線路的反擊跳閘率。對(duì)于超高電壓輸電線路，需降低桿塔的接地電阻，以加強(qiáng)避雷效果，但是實(shí)際操作中較難實(shí)現(xiàn)。通過增強(qiáng)避雷線和導(dǎo)線的耦合作用，可降低絕緣子串的過電壓，也可降低輸電線路反擊跳閘率，提高輸電線路的防雷、耐雷水平。

2.3 降低桿塔的接地電阻

降低桿塔的接地電阻是有效的防雷措施。接地電阻過大會(huì)增加雷電反擊跳閘率，是輸電線路遭受雷電危害的關(guān)鍵原因[2]。降低桿塔接地電阻的方法是放射法埋設(shè)鋼筋。但是該方法只適用于電阻率低、土壤條件好及石頭較少的平原地區(qū)。對(duì)于石頭較多、土壤較少及電阻率高的山地地區(qū)，可添加降阻劑來降低桿塔的接地電阻。降阻劑的組成成分有細(xì)石墨、膨潤(rùn)土、固化劑、潤(rùn)滑劑及導(dǎo)電水泥等。降阻劑是良好的導(dǎo)電體，可作用于接地體和土壤之間。一方面，降阻劑可與金屬接地體緊密接觸，形成較大的電流流通平面；另一反面，降阻劑可針對(duì)性地降低地區(qū)桿塔的接地電阻，降低雷電反擊跳閘率，提高輸電線路的耐雷水平。

2.4 安裝線路型的避雷器

2.4.1 氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器也叫線路型避雷器，是最有效的一種防雷措施，可從根本上杜絕輸電線路跳閘。氧化鋅避雷器的原理是當(dāng)雷擊桿塔或繞擊導(dǎo)線在絕緣子串兩端產(chǎn)生的過電壓超過避雷器的放電電壓時(shí)，避雷器首先動(dòng)作，釋放雷電流，然后在工頻電壓下呈現(xiàn)高阻，工頻續(xù)流截?cái)?，從而保護(hù)絕緣子串免于閃絡(luò)，開關(guān)并不跳閘。氧化鋅避雷器多安裝于雷電電擊事故頻發(fā)地區(qū)。但是氧化鋅避雷器的安裝建設(shè)成本較高，不適合大面積、大范圍地安裝建設(shè)。

2.4.2 線路型避雷器安裝原則

（1）多安裝于山區(qū)

一般山區(qū)都是雷電高發(fā)區(qū)，并且多有雷電繞擊導(dǎo)線發(fā)生輸電線路跳閘事故。由于一般山區(qū)桿塔的接地電阻較高，使用降阻劑和架設(shè)避雷線效果都不明顯，需安裝線路型避雷器。

（2）考慮桿塔的接地電阻和相鄰桿塔檔距

對(duì)于一些桿塔接地電阻較高的地區(qū)，應(yīng)盡量改造桿塔檔距，以降低接地電阻。如果因?yàn)榄h(huán)境因素和其他因素?zé)o法進(jìn)行改造，且雷電電擊事故頻發(fā)，可考慮安裝線路型避雷器。

（3）考慮交通條件

安裝線路型避雷器時(shí)，需充分考慮避雷器安裝地區(qū)的交通條件，盡可能降低工程建設(shè)成本。

2.5 加強(qiáng)維護(hù)，提高輸電線路的絕緣水平

輸電線路架設(shè)完成后，需對(duì)輸電線路加強(qiáng)維護(hù)，特別是對(duì)絕緣子的維護(hù)，包括定期檢測(cè)和更換老化、失去絕緣能力的絕緣子。絕緣子一直處于交變電場(chǎng)中，隨著時(shí)間的推移會(huì)慢慢失去絕緣性，進(jìn)而使絕緣子的分布電壓降低甚至變?yōu)榱?。絕緣子的絕緣性降低，輸電線路的絕緣性也會(huì)隨之降低，容易出現(xiàn)閃絡(luò)事故。為提高輸電線路的耐雷能力，需專門人員定期檢查和更換絕緣子。

3 綜合防雷措施總結(jié)

雷電是一種自然現(xiàn)象不能阻止，只能通過人為方法減少雷電對(duì)輸電線路的影響。常規(guī)方法不能高效全面地提高輸電線路的抗雷率，只能局部降低雷電反擊跳閘率。氧化鋅避雷器可從根本上消除雷電反擊跳閘率，防止雷電擊中輸電線路和輸電高塔。架設(shè)避雷線、減少保護(hù)角及降低桿塔接地電阻都可有效提高輸電線路的耐雷水平。添加降阻劑可降低地區(qū)的電阻率，但是對(duì)于一些高電阻率的地區(qū)效果并不顯著。安裝線路型避雷器可顯著提高輸電線路的耐雷能力，但安裝成本過高，不適合大面積鋪設(shè)。

4 結(jié) 論

本文詳細(xì)探討了線路走廊選擇、架設(shè)避雷線、降低接地電阻及安裝線路型避雷器等綜合防雷措施。