高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應用

馬順超

內(nèi)蒙古超高壓供電局，中國·內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080

高壓輸電線路；綜合防雷措施；應用

1 引言

雷擊事件的不斷發(fā)生不僅給人們的生活帶來了較大的影響，而且還會干擾高壓輸電線路的正常工作，影響電力的供應質(zhì)量以及供應效率。因此，必須要加強對高壓輸電線路防雷工作的探究，通過應用綜合防雷措施減少雷擊事故造成的跳閘行為，促進高壓輸電線路的穩(wěn)定運行。

2 高壓輸電線路綜合防雷措施的研究

2.1 雷擊放電原理

輸電線路受到環(huán)境地形等相關(guān)因素的干擾造成雷擊跳閘率越來越高，一旦雷擊跳閘將會影響輸電線路正常工作，造成轄區(qū)范圍內(nèi)大量停電現(xiàn)象，引起一系列的安全隱患。因此，必須要加強對輸電線路雷擊事故的分析，明確雷擊事故產(chǎn)生的主要原因以及發(fā)生的具體原理，從而能夠采取針對性的措施進行解決[1]。雷擊放電的主要因素是由帶電荷的雷云所造成的，強大的潮熱氣流上升到稀薄的大氣層冷凝便會形成雷云，當水滴穿過云層時會出現(xiàn)撞擊分裂的行為，分裂出的水沫帶有負電，質(zhì)量比較輕，上升到云層上端形成帶負電的雷云，帶有正電的雨滴會下降并形成降雨，這時會在地面上感應出大量帶有正電荷的雷云并產(chǎn)生強大的電場。如果具有強大電場的雷云范圍繼續(xù)擴大，就會增加大氣的電場強度，產(chǎn)生瞬間火花放電行為，形成雷鳴和電閃情況。

2.2 高壓輸電線路發(fā)生雷擊事故的具體原因

引起高壓輸電線路雷擊事故的原因有很多，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，高壓輸電線路缺乏科學的絕緣配置是造成高壓輸電線路雷擊事故的主要原因，高壓輸電線路的絕緣裝置能夠在線路運行的過程中起到避免電流回流的作用，如果絕緣裝置失效便會造成雷擊跳閘事故。隨著時間的不斷推移，高壓輸電線路中的絕緣配置容易出現(xiàn)老化和損傷行為，影響絕緣系統(tǒng)的運行質(zhì)量以及運行效率，這也為雷擊跳閘事故的發(fā)生埋下了安全隱患[2]。其次，高壓輸電線路塔桿存在問題以及接地效果故障，也會造成與地面接觸的電阻阻值加大，而為高壓輸電線路的正常運營工作帶來較大的安全隱患，造成雷擊事故的發(fā)生，影響高壓輸電線路運行的穩(wěn)定性和安全性。最后，高壓輸電線路避雷線使用問題也會引起雷擊事故，作為高壓輸電線路防雷的重要措施，避雷線的應用能夠在雷擊發(fā)生時有效隔絕線路與雷電之間的聯(lián)系，從而可以減少雷擊事故的發(fā)生概率。但從實際高壓輸電線路避雷線設計以及應用情況來看，設計人員沒有重視起桿塔保護角度的設計，造成高壓輸電線路中的避雷線不能科學地發(fā)揮避雷效果，避雷作用不佳，引起雷擊事故。

3 高壓輸電線路綜合防雷措施的應用

3.1 應用桿塔防雷措施

降低接地電阻的阻值是進行桿塔防雷工作的最簡單的措施，接地電阻的阻值降低能夠使得雷電所造成的感應電流順利的導入到大地當中，避免由于雷電感應電流過高而影響桿塔的正常功能的發(fā)揮，同時，接地電阻阻值的有效降低還可以減輕雷擊對桿塔造成的損傷[3]。首先，設計人員需要結(jié)合當?shù)乩讚衄F(xiàn)象發(fā)生的具體頻率以及相關(guān)環(huán)境特征進行合理的桿塔防護角的設計工作，并合理的檢驗保護角的參數(shù)是否滿足公式的計算要求，避免保護角不合理、不科學設計的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，中國南方地區(qū)全年的落雷次數(shù)大概在1400 左右，這種環(huán)境下高壓輸電線路桿塔保護角需要設置為負保護角。中國中部區(qū)域每年落雷次數(shù)在800 次左右，此時可以將保護角設置在十度左右。北方地區(qū)前年落雷次數(shù)較少，大概在每年500 次以下，此時可以將桿塔保護角設置在15 度左右。由此可見，設計人員需要結(jié)合當?shù)貧夂颦h(huán)境的實際特點尤其是雷擊特點進行合理的桿塔保護腳的設計以及接地電阻值的確定，保證防雷效率及防雷工作的有效性。

3.2 應用不平衡的絕緣方式

不平衡的絕緣方式操作相對比較簡便，經(jīng)濟性較強，可以有效增強高壓輸電線路的絕緣水平，從而能夠提高高壓輸電線路整體的抗雷擊能力。在高壓輸電線路正常工作的過程中，一般線路出現(xiàn)跳閘的概率要顯著低于塔桿比較高的高壓輸電線路。因此，工作人員可以結(jié)合輸電線路的運行特點，通過適當?shù)脑黾铀U以及避雷線之間的導線距離以避免雷擊事故造成的跳閘現(xiàn)象。其次，工作人員要適當?shù)脑黾蝇F(xiàn)有絕緣子串的數(shù)量，從根本上提高輸電線路的絕緣性能。目前中國在高壓輸電線路防雷措施的應用上面提倡應用不平衡的解決方式，并將不同回路絕緣效果的差值設置成對應的電壓峰值，一旦遭遇雷擊事故時，絕緣子串相對數(shù)量比較少的回路就會發(fā)生閃絡現(xiàn)象。此時雷擊事故發(fā)生之后地線就會成為散落的導線，從而能夠?qū)⑦^電壓和過電流有效的導入到大地系統(tǒng)當中，提高高壓輸電線路的抗雷擊能力，保證高壓輸電線路能夠正常穩(wěn)定的工作，提高供電系統(tǒng)的供電水平以及供電效率。

3.3 合理裝設放電避雷針

避雷針的裝設是減少高壓輸電線路雷擊事故的重要措施，可以結(jié)合該輸電線路的工作特點裝設可控制的放電避雷針，增強高壓輸電線路的防雷效果?？煽乇芾揍槍嵱眯员容^強，能夠有效降低高壓輸電線路雷擊頻率[4]?？煽乇芾揍樀弥饕硎且?，因此需要相應的接地裝置，建立良好的雷電放泄渠道，一般并不適用于電阻率相對比較大的山區(qū)區(qū)域。其次，在理想的環(huán)境下不考慮其他避雷裝置以及環(huán)境因素的影響，線路檔距越大，線路抗雷擊水平也會越高。輸電線路的抗雷擊特性在線路檔距達到一定數(shù)值時會達到最大，此時如果繼續(xù)增大線路檔距并不會改變線路的抗雷擊性能。所以受到雷擊影響之后，輸電線路的雷電波會沿著輸電線路進行雙向傳輸，此時，如果改變線路的檔距便會改變輸電線路的雷擊承受水平。因此，工作人員可以結(jié)合線路的設計要點，理的進行線路檔距的設置，提升整體系統(tǒng)的科技水平。

3.4 架設耦合地線

高壓輸電線路耦合地線的架設可以增加導線與避雷線之間的耦合作用，降低絕緣子串的電壓，同時耦合地線，增強對雷電流的分流作用，能夠有效降低雷擊跳閘事故發(fā)生的概率，提升整體輸電線路的抗雷擊性能。在桿塔或地線上安裝防繞擊避雷針以防止進入桿塔側(cè)面避雷線屏蔽失效區(qū)的低空雷電先導，補充避雷線屏蔽的不足，線路加裝氧化鋅避雷器可以減小繞擊危害，也可以減小反擊危害，對于減少雷擊跳閘作用明顯。在滿足設計要求的情況下，降低桿塔高度，桿塔高度越高，被雷擊繞擊的可能性越大。

4 結(jié)語

綜上所述，高壓輸電線路雷擊事故一直以來是影響高壓輸電線路運行安全性和穩(wěn)定性的重要因素，因此，必須要加強對高壓輸電線路綜合防雷措施的研究與應用，明確高壓輸電線路雷擊事故發(fā)生的主要原因以及具體的解決對策，保證高壓輸電線路能夠持續(xù)穩(wěn)定的運行，提高中國供電系統(tǒng)的供電能力，促進中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。