送電線路運行中的防雷措施探討

尚澤霖

摘 要：雷擊引起的送電線路跳閘問題一直是影響供電安全的難題。本文就雷擊對線路破壞原理進(jìn)行了闡述，并從絕緣配合、避雷線、避雷器等方面提出了防雷措施，旨在有效提升送電線路的耐雷水平，以供參考。

關(guān)鍵詞：送電線路；運行；防雷措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.198

0 引言

隨著時代發(fā)展及電力需求的提升，供電企業(yè)安全生產(chǎn)也越來越受重視。對送電線路來說，雷擊跳閘對送電線路的可靠供電有著重要影響。因為雷電具備復(fù)雜性、突發(fā)性及隨機(jī)性，供電企業(yè)應(yīng)聯(lián)合其他部門做好雷電探測，并做好相應(yīng)的防雷措施。

1 雷電破壞送電線路的原理

雷電活動能夠產(chǎn)生磁場及熱電效應(yīng)強(qiáng)度，會造成較強(qiáng)的機(jī)械損傷，暴露荒野的送電線路會容易受電磁輻射影響，會對人們造成很強(qiáng)的危害。目前電子設(shè)備會集成較高的電壓，并在電力系統(tǒng)運行過程中被廣泛運用。高度集成的設(shè)備對雷電磁脈沖是較為敏感的。送電線路在經(jīng)受雷擊后，電磁波會出現(xiàn)超載，因為集成電路具備較高的靈敏度，運行設(shè)備中引線損壞會影響感應(yīng)敏感器件，這樣就會造成電源設(shè)備出現(xiàn)跳閘情況，造成送電設(shè)備的錯誤操作，從而破壞變電站中的送電網(wǎng)絡(luò)。送電線路受雷擊也成為大氣過壓，其類型分為雷電感應(yīng)壓及直接雷擊過壓兩種。原因是當(dāng)雷電過壓時，載體為放電線桿，擊穿引線絕體。通過雷電放電通道的建立，異構(gòu)電荷產(chǎn)生的電荷及地球交換所產(chǎn)生的電荷在云中，因此它被雷擊后接地裝置還處于完好狀態(tài)[1]。

2 送電線路的防雷措施

送電線路形成雷害事故一般經(jīng)歷以下幾個階段：送電線路受雷電作用；送電線路出現(xiàn)閃絡(luò)；送電線路由沖擊閃絡(luò)變成穩(wěn)定的電壓；線路跳閘，中斷供電。對于以上四個階段，送電線路采取防雷措施時，應(yīng)守好這四道防線，即防電擊、防閃絡(luò)、防建弧、防停電。

2.1 正確選擇絕緣配合

在送電線路中，絕緣配合要綜合考慮電氣設(shè)備所能承受的電壓、絕緣的耐受性和保護(hù)裝置的特性等，合理確定設(shè)備的絕緣水平，有效降低因為絕緣造成的事故損失，使設(shè)備的維修及造價能夠保證效益最大化。選擇絕緣子串片數(shù)時，應(yīng)做到：有充足的破壞強(qiáng)度；對電氣有一定的絕緣強(qiáng)度；能夠承受過電壓；在特定情況下，0-2級污穢區(qū)域中應(yīng)用優(yōu)質(zhì)瓷質(zhì)或玻璃絕緣子，3-4級應(yīng)用復(fù)合絕緣子。選擇塔頭絕緣時，主要由大氣狀態(tài)及絕緣子串與空氣間隙之間的放電電壓。這是因為電壓受空氣密度和濕度的影響，放電電壓會由于空氣密度與濕度的增加而隨之升高。在80%以上濕度時，絕緣的表面會出現(xiàn)閃絡(luò)的現(xiàn)象。

2.2 搭設(shè)避雷線

避雷線的架設(shè)是送電線路最基本有效的防雷措施。避雷線主要是避免雷直接擊打在導(dǎo)線上，同時還能：分離電流，降低桿塔流經(jīng)的雷電流，來減少塔頂?shù)碾娢?；耦合?dǎo)線，降低絕緣子電壓；屏蔽導(dǎo)線，減輕導(dǎo)線感應(yīng)過電壓。一般而言，線路的電壓越高避雷線的效果也會越好，同時避雷線的造價也會更少（通常不高于線路總造價10%）。因為規(guī)程的規(guī)定，220kV及以上的電壓的送電線路要全線搭設(shè)避雷線，110kV的線路也應(yīng)搭設(shè)全線的避雷線。

為了使避雷線屏蔽導(dǎo)線的效果得到提升，確保雷電不繞過避雷線而直擊導(dǎo)線，應(yīng)降低繞擊率。避雷線應(yīng)設(shè)置20°-30°的邊導(dǎo)線保護(hù)角。220kV和330kV的雙避雷線保護(hù)角應(yīng)做到20°左右，而550kV和其以上的特高壓、超高壓線路的雙避雷線應(yīng)設(shè)立15°以下的保護(hù)角。

2.3 在線路上安裝避雷器

應(yīng)用高壓送電的線路避雷器。因為避雷器的安裝造成桿塔與導(dǎo)線之間的電位差高于避雷器電壓時，避雷器就會起到分流作用，確保絕緣子不出現(xiàn)閃絡(luò)。在雷擊跳閘頻繁的送電線路中進(jìn)行選擇性的安裝避雷器。線路避雷器主要有：（1）無間隙型。避雷器直接連接導(dǎo)線，它延續(xù)了電站型避雷器，具備可靠的吸收沖擊能量，沒有放電延時、串聯(lián)間隙在運行過程中的電壓及操作電壓不動作，避雷器處在完全不帶電狀態(tài)，清除電氣老化的問題；串聯(lián)間隙上下電極呈現(xiàn)垂直狀態(tài)，穩(wěn)定放電和極小分散性的優(yōu)點。（2）帶串聯(lián)間隙型，導(dǎo)線借助空氣間隙連接避雷器，在雷電流的作用下才經(jīng)受工頻電壓作用，具備運行時間長及可靠性高等優(yōu)勢。通常應(yīng)用帶串聯(lián)間隙型，因為間隙具備隔離作用，避雷器不用承受運行電壓，不用考慮長期運行電壓中出現(xiàn)的老化問題，且避雷器的故障不會影響線路正常運行。

2.4 降低桿塔的接地電阻

桿塔的接地電阻加大的原因有：（1）接地體被腐蝕，尤其是山區(qū)中的酸性土壤或風(fēng)化土壤，很容易出現(xiàn)電化學(xué)和吸氧的腐蝕，容易被腐蝕的是接地引下線和水平接地體之間的連接點。（2）在山坡坡帶因為雨水沖刷造成水土流失而使線路與大地失去接觸。（3）外力的破壞，桿塔的接地體或接地引下線被盜及受外力破壞。送電線路接地電阻和耐雷水平成反比，結(jié)合桿塔土壤的電阻率真實情況，盡最大可能使桿塔接地電阻降低，這是最經(jīng)濟(jì)有效的提升線路耐雷水平的措施。

具體措施為：首先，重新測試線路測試中不合格的桿塔接地電阻，并對土壤中的電阻率進(jìn)行測試。其次，開挖檢查不合格的桿塔放射線，重現(xiàn)敷設(shè)并焊接桿塔接地線。然后，焊接已爛斷或沒有接地引線的桿塔裝置，并重新測試接地電阻，重新敷設(shè)不符合規(guī)定的桿塔。最后，對敷設(shè)接地電阻不合格桿塔應(yīng)用降阻模塊實行改造[2]。

2.5 加強(qiáng)監(jiān)測工作

應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)，能夠在送電線路受到雷擊過程中更好的確定故障地地點，來幫助工作人員及時的解決維修問題，同時減低工作強(qiáng)度及時間。及時恢復(fù)供電確保了送電線路的正常運行。同時為分析雷電事故、雷電規(guī)律及特點等提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。為送電線路的防雷措施實施奠定良好開端及保證。

3 結(jié)論

綜上所述，為了減少和避免雷電事故，進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)考慮送電線路所經(jīng)過的地區(qū)中雷電程度、地形地貌及土壤中的電阻率等實際情況，還要根據(jù)原有的送電線路正常運行的經(jīng)驗及方式等，通過對比來選擇正確的防雷手段，提升線路的耐雷水平。雷電屬于較為復(fù)雜的自然活動，需要電力相關(guān)部門之間的配合，才能有效降低雷害事故，使送電線路的損失降到最低。

參考文獻(xiàn)：

[1]李艷秀. 送電線路運行中的防雷措施[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），

2017（01）.

[2]李建軍.對高壓送電線路設(shè)計防雷措施的探討[J].科技與企業(yè)，2014（15）：379.