解析輸電線路雷害原因及防雷措施

黃文勝

摘要：雷害問(wèn)題是影響輸電線路安全運(yùn)行的主要原因，但是因?yàn)槔讚魧儆谧匀画h(huán)境因素，具有不同程度的隨機(jī)性，為降低雷害事故的發(fā)生概率，在開(kāi)始設(shè)計(jì)輸電線路時(shí)，就需要考慮到其周邊環(huán)境雷電活動(dòng)情況，同時(shí)結(jié)合地理位置加強(qiáng)防雷保護(hù)措施，以保證輸電線路的安全平穩(wěn)運(yùn)行。為將雷擊事故后果減小至最低，必須要找到最適合該地區(qū)輸電線路的防雷措施，并且通過(guò)各部門的合作完善線路的運(yùn)維工作。

關(guān)鍵詞：輸電線路;雷害原因;防雷措施

1輸電線路防雷工作的必要性

雷擊問(wèn)題不僅會(huì)影響到輸電線路的安全性，同時(shí)還會(huì)破壞線路中已有電力設(shè)備，給輸電單位造成直接的經(jīng)濟(jì)損失。在初期的輸電線路工程建設(shè)活動(dòng)中，建設(shè)方必須滿足絕緣性方面的技術(shù)要求。當(dāng)前的變電所在輸電生產(chǎn)的過(guò)程中也發(fā)揮重大作用，保護(hù)不到位也會(huì)受到雷擊影響，輸電線路的整體安全性不能被保障，為了提升供電企業(yè)的信譽(yù)度，長(zhǎng)期提供穩(wěn)定的輸電服務(wù)，必須針對(duì)雷擊等惡性事件，強(qiáng)化防雷系統(tǒng)，減少雷雨天氣給輸電線路的惡劣影響。輸電線路是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主動(dòng)脈，起著連接用戶與變電站的作用，輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)于供電可靠性與安全性有著直接的影響。輸電線路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是輸電線路絕緣水平低;二是防雷裝置不足;三是線路安裝有問(wèn)題;四是設(shè)備和線路維修不到位。輸電線路都架設(shè)在空曠的野外區(qū)域，有著縱橫交錯(cuò)、走線長(zhǎng)的特征，因此，一旦發(fā)生雷擊，輸電線路就會(huì)出現(xiàn)保護(hù)跳閘，這就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2輸電線路的防雷措施

為有效實(shí)施輸電線路的防雷措施，首先應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，強(qiáng)化其防雷設(shè)計(jì)，以提高輸電線路的防雷性能，促使雷擊跳閘率的降低。除了確定輸電線路的運(yùn)行方式外，輸電線路架設(shè)地區(qū)的雷電活躍強(qiáng)度、土壤電阻率以及地形地貌特征等自然環(huán)境因素也需要被考慮，通過(guò)比較模擬數(shù)據(jù)，以及縱觀國(guó)內(nèi)外多年經(jīng)驗(yàn)，找出最有效可靠的輸電線路防雷保護(hù)措施。經(jīng)研究證實(shí)，以下幾項(xiàng)防雷措施都能有效的解決輸電線路雷害問(wèn)題：

2.1裝設(shè)避雷線

高壓輸電線路防雷的基本措施之一就是裝設(shè)避雷線，這樣不僅可以防止雷電直接擊中導(dǎo)線，產(chǎn)生具有破壞性的過(guò)電壓威脅輸電線路的安全運(yùn)行，避雷線還可以將雷電接引進(jìn)入大地，而保證輸電線路不被雷電流造成的過(guò)電壓破壞。同時(shí)避雷線最重要的部分就是其保護(hù)角的設(shè)置，必須要根據(jù)規(guī)范的防雷措施設(shè)計(jì)避雷線保護(hù)角，還要考慮山坡地區(qū)對(duì)保護(hù)角的影響，防止因避雷線的不規(guī)范裝置，導(dǎo)致線路閃絡(luò)次數(shù)的增多，從而影響電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。對(duì)于避雷線的引流功能，其實(shí)施過(guò)程是由于接地電阻的不同，使得桿塔頂部電位的差異，當(dāng)雷電波在避雷線中傳輸時(shí)，因?yàn)榫€路的耦合作用很容易感應(yīng)出另一個(gè)行波，但是這類行波和桿塔頂部電位不同而造成的過(guò)電壓比雷電直擊時(shí)造成的過(guò)電壓小很多，這樣就可以保護(hù)輸電線路不受雷電高壓破壞。

2.2降低桿塔接地電阻

接地裝置作為輸電線路有效防雷措施之一，其是由接地體和接地線組成，接地體一般是直接與大地接觸的金屬體，而接地線是連接電力設(shè)備和接地體的金屬線。輸電線路的雷擊故障和桿塔的接地電阻是反比關(guān)系，降低桿塔接地電阻可以提高輸電線路的耐雷水平，從而降低雷擊跳閘故障的發(fā)生率。造成輸電線路接地電阻增加的原因有四種：①化學(xué)降阻劑的失效，其會(huì)根據(jù)時(shí)間的流逝，由于外界環(huán)境的影響使得降阻能力下降，從而接地電阻被增大;②接線體被腐蝕，當(dāng)施工過(guò)程中使用的化學(xué)降阻劑的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，再加上土壤的pH值小于7時(shí)，接線體作為金屬很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕和吸氧腐蝕問(wèn)題，腐蝕情況最嚴(yán)重的就是接地線斷裂，出現(xiàn)“失地”情況;⑧受自然因素導(dǎo)致，如雨水沖刷破壞地貌，使得接線體被暴露在地表之上無(wú)法和土壤接觸;④受外力破壞，即人為破壞。為合理降低桿塔接地電阻，可以利用鐵塔和鋼筋混凝土的自然接地電阻，這類電阻數(shù)值雖然不高，但足以使輸電線路安全可靠的工作，對(duì)于高山地區(qū)，可以采用多根放射性接地體或者連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，而最簡(jiǎn)單有效的方法就是采用接地降阻劑降低桿塔的接地電阻。

2.3強(qiáng)化輸電線路的絕緣帶

輸電線路的絕緣帶強(qiáng)度是影響其抗雷水平高低的直接因素，雷擊事故的發(fā)生概率和絕緣帶強(qiáng)度成正比。在雷電活躍地區(qū)和跨越大的桿塔處應(yīng)增加絕緣子片數(shù)，這些地方多為雷擊142電力訊息事故發(fā)生頻繁地帶，無(wú)論是桿塔頂部電位、感應(yīng)過(guò)電壓，還是受繞擊的概率都比別處要大，適當(dāng)?shù)脑黾咏^緣子片數(shù)，同時(shí)加大輸電線路和避雷線之間的距離，都可以強(qiáng)化絕緣帶，平時(shí)還需要加強(qiáng)零值絕緣子的檢測(cè)工作，及時(shí)更換和檢修破損的零值絕緣子。如今，我們常用同桿塔雙回線路的輸電設(shè)備，普通的防雷措施已經(jīng)無(wú)法有效起到防雷作用，可以采用不平衡絕緣方式，以保護(hù)輸電線路遭受雷擊時(shí)雙回線路不同時(shí)跳閘，不平衡絕緣方式就是當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，絕緣子片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，然后這一回路可以當(dāng)避雷線使用，對(duì)另一條回路起到保護(hù)作用，提高其防雷水平，保證電網(wǎng)供電的連續(xù)性。對(duì)于絕緣子片數(shù)的裝設(shè)，高度超過(guò)40m有地線桿塔，每增高lOm就要增加一片絕緣子。

2.4采用消弧線圈接地裝置

對(duì)于雷電活躍地區(qū)，難以降低線路中的接地電阻，如llOkV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)可以采用不接地方式或消弧線圈接地裝置，這種裝置可以使雷擊單相閃絡(luò)接地故障被消弧線圈消除，避免其出現(xiàn)持續(xù)共頻電弧現(xiàn)象，目前的消弧線圈接地方式運(yùn)行效果良好。消弧線圈接地系統(tǒng)的單相接地選線方法歸納起來(lái)主要有兩類，一類是通過(guò)改變消弧線圈回路參數(shù)來(lái)獲取接地故障特征的方法;另一類方法不通過(guò)改變消弧線圈回路參數(shù)，只依據(jù)單相接地時(shí)的自身接地故障特征。第一類方法應(yīng)用得最多，它主要是線路單相接地時(shí)在消弧線圈旁并接電阻，以改變接地故障線路的零序電流，通過(guò)檢測(cè)各線路零序電流的改變實(shí)現(xiàn)接地故障線路的選擇。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)輸電線路主要分布在曠野地區(qū)，且縱橫交錯(cuò)，很容易受自然環(huán)境影響，其中雷電天氣造成的破壞尤為嚴(yán)重。輸電線路雷害事故占目前輸電線路故障發(fā)生總數(shù)的一半左右，并且仍存在逐年遞增趨勢(shì)，為考慮輸電線路運(yùn)行的安全問(wèn)題，必須要找出可以有效避免此類事故發(fā)生的防雷措施。

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