送電線路運(yùn)行中的防雷措施探討

袁博 袁林

摘要：近年來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國科技水平的提升。隨著科技的發(fā)展，電力已成為最重要的資源之一，如何保證電力的供應(yīng)對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。雷電如果擊中送電線路，則會(huì)導(dǎo)致線路跳閘或本體受損，影響持續(xù)供電，送電線路桿塔的接地裝置的良好可靠對(duì)送電線路的防雷至關(guān)重要，特別是對(duì)送電線路的耐雷水平影響較大。良好的接地裝置，不但可以減少由于雷電擊中送電線路而引起的跳閘次數(shù)，還可以有效保護(hù)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，進(jìn)一步保障電力系統(tǒng)持續(xù)、可靠供電。本文就送電線路運(yùn)行中的防雷措施展開探討。

關(guān)鍵詞：送電線路;防雷;措施

引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與電力需求的不斷增長，電力生產(chǎn)的安全問題也越來越突出。對(duì)于送電線路來講，雷擊跳閘一直是影響高壓送電線路供電可靠性的重要因素。雷害事故幾乎占線路全部跳閘事故1/3或更多。因此，尋求更有效的線路防雷保護(hù)措施迫在眉睫。

1雷電對(duì)送電線路破壞的原理

高壓送電線路故障的最大自然因素之一是雷電。眾所周知，雷電活動(dòng)能產(chǎn)生熱電效應(yīng)和磁場(chǎng)效應(yīng)強(qiáng)度，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的機(jī)械損傷，在高壓送電線路暴露的荒野特別容易受到電磁輻射的影響，對(duì)我們而言造成了很大危害。當(dāng)前電子設(shè)備集成的電壓非常高，它們被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行中。高度集成的電子設(shè)備受雷電電磁脈沖是非常敏感的。當(dāng)送電線路雷擊過后，電磁波會(huì)超載，由于集成電路的高靈敏度性，變電站運(yùn)行設(shè)備引線損壞感應(yīng)敏感器件，這就會(huì)使電源監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生跳閘，送電設(shè)備就會(huì)造成錯(cuò)誤操作。對(duì)現(xiàn)在變電站送電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大破壞。送電線路被雷擊也被稱為大氣的過壓，分為直接雷擊過壓和雷電感應(yīng)壓兩種類型。其原因是當(dāng)放電雷電產(chǎn)生過壓時(shí)，以放電線桿為載體，引線絕緣被擊穿。通過建立雷電放電通道，異構(gòu)電荷引起的電荷和地球交換引起的電荷在云中，所以它被雷電擊中接地的裝置還是完好的。當(dāng)送電線路雷電感應(yīng)電壓達(dá)到400kV，絕緣電壓值在35kV以下會(huì)造成很大的威脅，雷電對(duì)110kV及以上的線路絕緣并沒有多大的威脅。

2雷擊跳閘的原因

送電線路受到雷電襲擊的情況主要同如下因素存在聯(lián)系：線路絕緣子存在的放電電壓、架空地線以及接地電阻與雷電流強(qiáng)度。送電線路應(yīng)用的防雷措施存在具體明確的針對(duì)性，鑒于此，對(duì)送電線路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，制定防雷措施時(shí)應(yīng)對(duì)送電線路存在的雷擊跳閘原因進(jìn)行了解與掌握。（1）送電線路繞擊現(xiàn)象。送電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及各項(xiàng)試驗(yàn)與實(shí)際檢測(cè)可知，雷電繞擊率的影響因素眾多，其中包括避雷線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角以及地形條件與桿塔實(shí)際高度等。山區(qū)地形條件下，送電線路繞擊率明顯更高，因此設(shè)計(jì)時(shí)勢(shì)必會(huì)存在高度跨度相差較大的檔距，這也成為耐雷能力較弱的部分;部分地區(qū)雷電現(xiàn)象頻發(fā)，導(dǎo)致部分線路受到雷擊情況較為嚴(yán)重。（2）送電線路反擊現(xiàn)象。桿塔、頂端位置、避雷線受到雷擊情況時(shí)，雷電電流經(jīng)過塔身與接地裝置，桿塔存在電壓逐漸變大，并位于相導(dǎo)線部分產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。若增大桿塔電位與相導(dǎo)線過電壓合成的電位差明顯大于送電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，導(dǎo)線同桿塔即會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)情況，并稱為反擊閃絡(luò)。

3送電線路的防雷措施

3.1架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷直擊導(dǎo)線，同時(shí)還具有以下作用：分流作用，以減小流經(jīng)桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位;通過對(duì)導(dǎo)線的藕合作用可以減小線路絕緣子的電壓;對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。通常來說，線路電壓愈高，采用避雷線的效果愈好，而且避雷線在線路造價(jià)中所占的比重也愈低（一般不超過線路的總造價(jià)的10%）。因此規(guī)程規(guī)定，220kV及以上電壓等級(jí)的輸電線路應(yīng)全線架設(shè)避雷線，110kV線路一般也應(yīng)全線架設(shè)避雷線。為了提高避雷線對(duì)導(dǎo)線的屏蔽效果，保證雷電不致繞過避雷線而直接命中導(dǎo)線，應(yīng)當(dāng)減小繞擊率。避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)做得小一些，一般采用20°～30°。220kV及330kV雙避雷線線路應(yīng)做到200左右，500kV及以上的超高壓、特高壓線路都架設(shè)雙避雷線，保護(hù)角在15°及以下。

3.2在線路上安裝避雷器

應(yīng)用高壓送電的線路避雷器。因?yàn)楸芾灼鞯陌惭b造成桿塔與導(dǎo)線之間的電位差高于避雷器電壓時(shí)，避雷器就會(huì)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(shí)、串聯(lián)間隙在運(yùn)行過程中的電壓及操作電壓不動(dòng)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(diǎn)。（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(yùn)行時(shí)間長及可靠性高等優(yōu)勢(shì)。通常應(yīng)用帶串聯(lián)間隙型，因?yàn)殚g隙具備隔離作用，避雷器不用承受運(yùn)行電壓，不用考慮長期運(yùn)行電壓中出現(xiàn)的老化問題，且避雷器的故障不會(huì)影響線路正常運(yùn)行。

3.3減小接地電阻

桿塔接地電阻增加的主要因素包括：（1）接地體發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，特別是山區(qū)環(huán)境酸性土壤或是風(fēng)化土壤情況下，較易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)腐蝕，連接點(diǎn)位置腐蝕情況最為嚴(yán)重。（2）山坡坡帶位置，雨水沖刷作用導(dǎo)致水土流失對(duì)線路穩(wěn)定性造成影響。（3）外力形式造成破壞，接地引下線或是接地體出現(xiàn)丟失情況或是遭到外力破壞。接地電阻同耐雷能力存在反比關(guān)系，參考土壤電阻率，最大程度減小接地電阻，成為提升耐雷能力的重要方式。具體措施包括：（1）對(duì)線路測(cè)試不符標(biāo)準(zhǔn)接地電阻做出全面仔細(xì)的再次檢測(cè)，對(duì)土壤電阻率做出檢測(cè)。（2）對(duì)檢查不符標(biāo)準(zhǔn)的桿塔放射線進(jìn)行開挖，進(jìn)行合理鋪設(shè)，對(duì)接地線進(jìn)行合格連接。然后，對(duì)未設(shè)置接地引線的桿塔進(jìn)行焊接，地接地電阻進(jìn)行再次測(cè)試，對(duì)不符標(biāo)準(zhǔn)桿塔進(jìn)行再次建設(shè)。（3）對(duì)設(shè)置接地電阻但不符標(biāo)準(zhǔn)桿塔，添加降阻模塊采取優(yōu)化升級(jí)處理。

3.4加強(qiáng)監(jiān)測(cè)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(diǎn)，來幫助工作人員及時(shí)的解決維修問題，同時(shí)減低工作強(qiáng)度及時(shí)間。及時(shí)恢復(fù)供電確保了送電線路的正常運(yùn)行。同時(shí)為分析雷電事故、雷電規(guī)律及特點(diǎn)等提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。為送電線路的防雷措施實(shí)施奠定良好開端及保證。

結(jié)語

為降低雷電災(zāi)害事故產(chǎn)生，設(shè)計(jì)階段需對(duì)送電線路途經(jīng)地區(qū)的自然情況、地形條件、雷電現(xiàn)象、土壤電阻率等情況做出充分的了解與掌握，并按照已經(jīng)架設(shè)送電線路穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等，采取對(duì)比的方式選取科學(xué)合理高效的防雷措施，增強(qiáng)送電線路防雷能力。雷電是較為復(fù)雜且隨機(jī)性較高的自然現(xiàn)象，需電力各個(gè)部門進(jìn)行緊密協(xié)作配合，避免雷電災(zāi)害事故發(fā)生的頻發(fā)，提升送電線路穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]段有重，孫圣帥，張廷波，蘆毅.架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（01）：186.

[2]黎曉辰.淺析架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施[J].電子測(cè)試，2018（23）：96-97.

[3]范立.架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2019（01）：141-142.

[4]李艷秀.送電線路運(yùn)行中的防雷措施[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2018（01）.

[5]李建軍.對(duì)高壓送電線路設(shè)計(jì)防雷措施的探討[J].科技與企業(yè)，2019（15）：379.