雷害嚴(yán)重地區(qū)輸電線路的防雷問題

盧濟(jì)敏

摘 要： 近年來，我國(guó)雷害嚴(yán)重的地區(qū)，具有輸電線路觸電率高、電流幅值大、故障多等特點(diǎn)，給人們的生產(chǎn)和生活帶來一定的影響，也會(huì)對(duì)周圍建筑物造成嚴(yán)重破壞。因此，在雷害嚴(yán)重的地區(qū)，架空輸電線路的防雷措施是國(guó)家和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，我國(guó)輸電線路常用的防雷措施有安裝避雷針、安裝聯(lián)接接地線、提高避雷器高度、使用接地電阻降低劑等，通過降低塔架的雷擊概率和電流強(qiáng)度，從而達(dá)到保護(hù)輸電線路的目的。

關(guān)鍵詞：雷害地區(qū)；輸電線路；防雷

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

目前，我國(guó)大多數(shù)線路故障都是由雷擊引起跳閘所致，尤其是山區(qū)的輸電線路，因其山區(qū)地勢(shì)高、土壤電阻率高以及線路耐雷水平低等，使其在雷雨天氣下防雷效果差，頻頻發(fā)生桿塔雷擊活動(dòng)。由于環(huán)境的不斷惡化，使輸電線路跳閘故障日漸增加，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。因此電力相關(guān)部門應(yīng)該針對(duì)地區(qū)的特點(diǎn)，采取有效的防雷措施，降低雷擊給輸電線路帶來的故障，保證人民群眾用電安全。該文就雷害嚴(yán)重地區(qū)輸電線路的防雷問題進(jìn)行討論分析，難免有不足之處，還望同仁批評(píng)指正。

1 雷擊性質(zhì)

為了更好地對(duì)雷擊進(jìn)行防治，就要清楚雷擊性質(zhì)，我國(guó)輸電線路上常出現(xiàn)的雷擊形式有2種，一是直擊雷過電壓，二是感應(yīng)雷過電壓。根據(jù)實(shí)際情況調(diào)查，后者雷擊在輸電線路上的最大電壓可達(dá)到400 kV以上，因此對(duì)36 kV以下的線路絕緣存在著很大的威脅，而對(duì)于110 kV以上的輸電線路威脅相對(duì)就較小。因此在高壓輸電線路中，主要就是對(duì)前者進(jìn)行防止。然而直擊雷又可以分為繞機(jī)雷和反擊雷，這些都會(huì)對(duì)線路造成嚴(yán)重的影響。因此就要根據(jù)雷擊的不同性質(zhì)進(jìn)行不同的防雷措施。

反擊雷電壓通常發(fā)生在線路絕緣較差、沒有固定閃絡(luò)相別等范圍。對(duì)這種雷擊進(jìn)行防范，采取的重要措施就是加強(qiáng)絕緣、降低桿塔接地電阻等方法，從而提高輸電線路的防雷水平。而繞擊雷電壓指的是雷電直接繞過避雷線的一種雷擊，它通常與桿塔高度、特殊地形特別是山區(qū)這種較復(fù)雜的地區(qū)，另外還與雷電流幅值等因素相關(guān)，其主要發(fā)生在兩邊相范圍。當(dāng)前對(duì)這種雷擊主要應(yīng)用的是安裝避雷器、降低避雷線保護(hù)角等方式。

在雷害比較嚴(yán)重的山間地區(qū)，輸電線路因地形因素會(huì)相應(yīng)地增加高度，因此發(fā)生繞擊雷電概率相對(duì)較高；這就要求在選擇山間線路時(shí)建立一個(gè)較好的防雷走廊，通過降低避雷線的保護(hù)角、增強(qiáng)絕緣效果的方式起到防雷目的。而對(duì)于平原、丘陵地區(qū)的輸電線路一般常見的為反擊雷，為了有效降低這種雷擊，可以通過降低接地電阻進(jìn)行防治。

2 防雷措施

2.1 架設(shè)避雷線

為了保護(hù)輸電線路，架設(shè)避雷線是最基本和最有效的方法，其能夠有效防止雷擊對(duì)導(dǎo)線的傷害，同時(shí)它還具有以下的效果：一是起到分流作用，可以有效地降低流經(jīng)桿塔中的雷電流，對(duì)塔頂電位起到控制。二是避雷線具有耦合作用，可以有效降低線路絕緣子的電壓；三是避雷線具有屏蔽作用，可以減小導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。在輸電線路上安裝這種避雷裝置可以減低系統(tǒng)因雷擊造成的跳閘。

一般情況下，線路電壓越高，那么避雷線起到的作用就越明顯，同時(shí)還可以降低避雷線在線路總造價(jià)的比值。因此，如果輸電線路電壓等級(jí)達(dá)到了110 kV及以上都應(yīng)該架設(shè)避雷線，同時(shí)為了讓避雷線更好地發(fā)揮出屏蔽的作用，降低繞擊率，在設(shè)計(jì)導(dǎo)線邊上避雷線時(shí)應(yīng)縮小保護(hù)角，一般縮小至15°左右，輸電線路達(dá)到500 kV時(shí)應(yīng)采用雙避雷線。當(dāng)前在輸電線路中架設(shè)避雷線是范圍最廣泛和效果最好的一種方法。因此在雷害嚴(yán)重地區(qū)一定要做好基礎(chǔ)方面的避雷措施。圖1是一個(gè)較完整的防雷線路設(shè)計(jì)。

2.2 加強(qiáng)線路絕緣

由于雷害嚴(yán)重地區(qū)一般都是處在山區(qū)間，而山區(qū)間的輸電線路通常建立在高山間，因此在設(shè)計(jì)桿塔時(shí)均偏高，這也就增加了桿塔落雷的概率。高塔在承受雷擊時(shí)會(huì)造成塔頂電位升高，承受的電壓值也會(huì)加大，同時(shí)受繞機(jī)的概率也會(huì)增加。為了減小線路的跳閘率，可以在自線路絕緣上增加子串片數(shù)，并增加導(dǎo)線和地線之間的距離，以此來加強(qiáng)線路絕緣。根據(jù)山區(qū)地勢(shì)的實(shí)際情況，在地勢(shì)比較高且前后桿塔跨距比較大的情況下，可以考慮增加線路絕緣子串片數(shù)，從而增強(qiáng)雷害嚴(yán)重地區(qū)輸電線路的防雷保護(hù)效果。

2.3 降低接地電阻

為了讓雷電進(jìn)入土地中，確保線路絕緣，就必須使輸電線路桿塔保證接地。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，減小桿塔接地的電阻可以有效地增加線路的耐雷水平和降低因雷擊造成的跳閘影響。為了實(shí)現(xiàn)接地電阻能夠達(dá)到最合理的設(shè)計(jì)要求，就要根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定定期對(duì)桿塔接地電阻進(jìn)行測(cè)量，并將全部的接地引下線進(jìn)行拆除，再對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)量，采用ZC～8型測(cè)量法。當(dāng)雷電流經(jīng)過桿塔頂端流入大地時(shí)，整個(gè)防雷電阻應(yīng)該起到的效果包括各種接觸電阻、接地體本身具有的電阻以及土壤電阻等。

2.4 耦合地埋線

通常情況下，耦合地埋線可以起到兩方面的作用，一是接地電阻的減小，二是具有架空地線的作用。也就是說，它同時(shí)具有避雷線的分離作用和耦合作用。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，沿輸電線路在地下埋設(shè)1～2根的接地線，并可以和桿塔接地的裝置進(jìn)行相互連接，這樣可以降低接地電阻，并有效地提高輸電線路的耐雷能力。雖然這種措施的防雷效果比較好，但在山區(qū)實(shí)施相對(duì)困難，不僅施工難度大，成本也較高。因此通常在雷害嚴(yán)重的平原丘陵地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)語

雷擊會(huì)嚴(yán)重影響到輸電線路，造成輸電線路故障。因此，應(yīng)采取有效措施，防治雷電，減少雷擊跳閘現(xiàn)象，減少輸電線路故障。該文簡(jiǎn)要介紹了雷電嚴(yán)重地區(qū)輸電線路的防雷措施，該措施可以有效地減少雷擊對(duì)輸電線路造成的損害，從而確保我國(guó)電力的安全運(yùn)行。

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