淺析輸電線路防雷技術分析及維護措施

徐旸

摘 要：我國地域廣闊，輸電線路分布復雜，很多輸電線路都處于空曠地區(qū)，而這些地區(qū)都是雷電頻繁發(fā)生的地區(qū)，輸電線路很容易遭受電擊。正常的防雷思路是將雷擊電流直接由輸電線傳導入大地。但實際情況是，即使雷電沒有擊中輸電線路，輸電導線也會感應到異號電荷，也會受到雷擊的影響失去束縛，從而使電流向導線兩端流動，形成過電壓。電流在流動時，經過電器設備或是在變電站，會對設備造成較為嚴重的損害，甚至會導致輸電系統(tǒng)癱瘓。因此，輸電線路的防雷工作是非常重要的。

關鍵詞：輸電線路;防雷技術;維護措施;分析

1導言

輸電線路的安全直接影響著整個電力網絡的正常運行，許多電力線路都分布在空曠的地方，運行過程中很容易遭遇雷擊故障，導致電力設備受到損傷，或者發(fā)生火災等危險事件，不僅影響電力網絡的正常供電，還可能會危及周圍居民的生命財產安全，因此，線路的防雷工作一直以來都是電力企業(yè)關注度的焦點問題之一。

2雷擊跳閘的相關分析

2.1輸電線路繞擊成因分析

輸電線路繞擊的成因比較復雜，主要問題是雷電與輸電線避雷針之間對邊導線保護角的確定，輸電線路桿塔的高度問題和輸電線路所處區(qū)域的地形、地貌等。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，桿塔輸電線路的繞擊率要高于平地線路的繞擊率，這主要是因為山區(qū)地勢高低不平，在布置山區(qū)的輸電線路時，不能像平地線路那樣較為勻稱的布設，而會出現(xiàn)大跨度或是較大的高差檔距，這些都是無法避免的，所以，雷電發(fā)生時，這種地形的區(qū)域受到雷擊危害的概率較高。

2.2輸電線路反擊成因分析

輸電線路反擊較為普遍的問題是當雷電電流擊中輸電線路塔體時，使得塔體本身的電位由于受到雷擊而持續(xù)增加。當雷電電流的增加值超過了輸電線路的絕緣閃絡電壓值，而輸電線路塔體電位升高時，使得導線與桿塔自身發(fā)生了閃絡，這個閃絡就是所謂的“反擊閃絡”，發(fā)生這種情況的可能性較大。如下圖1所示。

3雷擊跳閘分析

3.1繞擊成因分析

輸電線路設計時，為了盡量降低線路遭遇雷擊的概率，設計人員必須要明確線路遭遇雷擊的原因，經過有關研究人員的現(xiàn)場實測、模擬實驗后發(fā)現(xiàn)，電力線路遭遇雷擊主要與雷電流的強度、電力線路桿塔的接地電阻大小、線路絕緣放電電壓等因素有關，雷電繞擊率與輸電線路經過區(qū)域的地質地貌條件、電力線路桿塔的高度、避雷線對邊導線保護角等因素密切相關。因此，與平地輸電線路相比，桿塔輸電線路的繞擊率明顯較高，山區(qū)輸電線路設計時，經常會出現(xiàn)大高差檔距、大跨越的問題，這些區(qū)段的電力線路的耐雷水平往往比較低。除此之外，部分地區(qū)的雷擊活動比較強烈，這種情況下該區(qū)段的電力線路遭遇雷擊的概率也會有所提升。

3.2反擊成因分析

電力線路遭遇雷擊時，雷電流經過桿塔頂部或者避雷線流過接地體及塔體，會使得桿塔的電位升高，導線上產生感應過電壓，當該感應過電壓與桿塔電位合成的電位差超過電力線路的絕緣閃絡電值的時候，桿塔與導線之間就會發(fā)生反擊閃絡。實際的線路架設過程中，為了能夠有效地提升輸電線路的耐雷水平，可以采用提高線路的耦合系數(shù)或者降低桿塔的接地電阻的方式實現(xiàn)這一目標。

4輸電線路的防雷接地措施分析

4.1輸電線路中要架設避雷線

避雷線又稱架空地線，架設在桿塔頂部，一根或二根，用于防雷。通常當雷電擊中輸電線路時，在輸電線路上將產生遠高于線路額定電壓的“過電壓”，有時甚至達到幾百萬伏。它超過線路絕緣子串的抗電強度時，便會引起線路跳閘，甚至造成停電事故。然而，使用避雷線可以遮住輸電線路，使雷只落在避雷線上，并通過桿塔上的金屬部分和埋設在地下的接地裝置，使雷電流導入大地。一般來說，輸電線路的電壓愈高，采用避雷線的效果就愈好，因此在110至220千伏及以上電壓等級的輸電線路應全線架設避雷線。還有，避雷線應在每個桿塔的地基處接地，因為在采用雙避雷線的超高壓輸電線路上，正常的輸送電流會在兩根避雷線之間組成閉合回路，而造成功率損耗，所以為了降低損耗，須將避雷線對地絕緣。同時，避雷線的保護效果還同它下方的導線與它所成的角度有關，一般在20度到30度之間。通常220千伏和330千伏雙避雷線線路最好做到20度左右，而500千伏及以上的高壓線路的雙避雷線角度最好在15度以下。在架有兩根避雷線的情況下，很容易獲得較小的保護角，線路運行時的雷擊跳閘故障也相對較少，但建設投資較大，所以我國近幾年建的220千伏以下的輸電線路，大多數(shù)采用單根避雷線。

4.2要降低桿塔的接地電阻

對于平原地帶的桿塔來說，任何一根桿塔都要配備接地裝置，并且要與避雷線連接，來提高輸電線路防雷的可靠性和實用性;對于一般高度的桿塔來說，為了提高線路耐雷水平與降低雷擊跳閘率，降低桿塔沖擊接地電阻是最有效和經濟的方法，還要對同一條線路進行逐段改造，把鄰近桿塔接地連接，來降低相鄰桿塔的接地電阻，并將桿塔延伸至周邊土壤電阻率較低的地方;對于山區(qū)地帶的桿塔來說，通常在四個桿塔的底部應用打深井加降阻劑或采用長的輻射地線，來增加土壤與地線的接觸面積使電阻率降低，實現(xiàn)輸電線路的防雷?？傊档蜅U塔接地電阻，并完善接地裝置，保證雷電產生的電流可靠的泄放到大地，是輸電線路運行中防雷的基礎。也是提高設備防雷經濟、高效的方法。

4.3要安裝自動重合閘

輸電線路除了要安裝防雷保護裝置外，還要安裝自動重合閘裝置，因為輸電線路的故障百分之八十以上都是瞬時性的，輸電線路在遭受雷擊時，絕緣子發(fā)生閃絡就會造成跳閘，因此安裝自動重合閘裝置對降低輸電線路的雷擊事故率具有較好的效果，這樣就可以消除瞬時性故障，減少雷擊跳閘后停電的現(xiàn)象，確保持續(xù)供電。

5輸電線路的維護

應該對輸電線路進行實時的管理與檢修。為了防止雷擊跳閘停電，在防雷技術上應多做研究，輸電線路防雷設計的目的是提高線路的防雷性能，降低線路的雷擊跳閘率，還有就是對防雷設備的接地情況進行檢察，還應根據(jù)地形條件和氣候條件等綜合考慮運行方式;從實際出發(fā)實行輸電線路狀態(tài)檢修是電網發(fā)展的必然要求，也是輸電線路管理水平不斷提高的需要，如增加巡視站，清理線路旁的樹枝等;應該盡量避免電能在輸電網中的損耗，電力網在實際運行中可能由于帶電設備絕緣不良而有漏電損耗。這種損耗可以通過加強電力網的維護工作來降低，維護工作主要是定期清掃線路、變壓器、斷路器等的絕緣子和絕緣套管等;應綜合考慮系統(tǒng)的運行方式、防止雷擊永久性故障和降低雷擊跳閘率，還要根據(jù)線路經過地區(qū)雷電活動的強弱、地形地貌特點、清理線路周圍的不利因素、加裝線路避雷器和接地電阻監(jiān)測等措施，以降低雷電天氣對輸電線路造成的危害。

6結論

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，總而言之，雷擊現(xiàn)象存在較大的分散性以及隨機性，很難提前控制雷擊點以及雷電參數(shù)，雷擊線路跳閘事故的分析存在較大的難度，在這種情況下，非常容易導致線路因為雷擊出現(xiàn)故障，影響電網運行的安全穩(wěn)定性。因此，想要應用新的防雷技術，必須要先對地區(qū)地理、氣象等方面情況進行詳細分析調查，同時了解線路運行實際情況，計算線路防雷水平，綜合考慮這些方面因素，采取針對性的防雷改進措施，提高線路防雷水平，為電網運行的安全穩(wěn)定性打下良好的基礎。

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