500kV 輸電線路運行中的防雷技術(shù)

周鵬程

（湖南科鑫電力設(shè)計有限公司，長沙410000）

1 引言

新時期下，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國國民對電力資源的需求量也在逐年上升，各種大型電站也越來越多，高壓輸電線的密集程度也在持續(xù)上升?，F(xiàn)如今，我國也已經(jīng)形成了以500kV 輸電線路為主要網(wǎng)架的超特高壓輸送網(wǎng)絡(luò)。但是，由于輸電線路通常情況下都建設(shè)在較為空曠的地方，在實際運行過程中很容易遭到雷擊，導(dǎo)致高壓輸電線路出現(xiàn)故障，增加維修成本，這就需要電力企業(yè)加強對500kV 輸電線路的防雷工作的重視，制定相應(yīng)的防雷措施，保證輸電線路的穩(wěn)定運行。

2 500kV 高壓輸電線路中的雷電過電壓

雷電放電時在導(dǎo)線或電氣設(shè)備上形成過電壓。雷電過電壓分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓2 類。雷電直擊于電網(wǎng)（導(dǎo)線、設(shè)備等）時產(chǎn)生的過電壓稱為直擊雷過電壓，直擊雷過電壓對任何電壓等級的線路和設(shè)備都可能產(chǎn)生危險。雷擊于大地或其他目的物在附近的導(dǎo)線或電氣設(shè)備上形成的過電壓稱感應(yīng)雷過電壓，感應(yīng)雷過電壓通常只對35kV 及以下電壓等級的線路和設(shè)備構(gòu)成威脅。

3 雷電對500kV 輸電線路的影響

3.1 直擊雷過電壓對輸電線路的影響

直擊雷過電壓主要指的是輸電線路被雷電直接擊中。在這種情況下，輸電導(dǎo)線會產(chǎn)生雷擊，當(dāng)雷擊通過阻抗和地面變化時，會引起電壓下降，從而使雷擊部分的線路電位升高。另外，在500kV 輸電線路在被雷電直接擊中以后，還會產(chǎn)生一些其他反應(yīng)，如熱效應(yīng)、電效應(yīng)等效應(yīng)，也可能對輸電線路造成嚴(yán)重?fù)p害，甚至影響一線工作人員的生命安全。因此，在實際工作過程中，工作過人員需要采用大量的避雷針，對雷電進行屏蔽。

3.2 感應(yīng)雷過電壓對輸電線路的影響

感應(yīng)雷過電壓是雷電擊中500kV 輸電線路或者擊中線路周圍的地面，導(dǎo)致雷電區(qū)域出現(xiàn)電子感應(yīng)現(xiàn)象。另外，輸電線路的導(dǎo)線中也會形成電壓，導(dǎo)致導(dǎo)線電流增大，最終形成人體難以承受的高壓。在感應(yīng)雷過電壓下，受到輸電線路本身的特征影響，導(dǎo)線的兩側(cè)也會形成感應(yīng)過電壓波，使輸電線路的電壓升高。因此，為了預(yù)防感應(yīng)雷過電壓，輸電線路施工人員在實際施工過程中，可以采取地線掩埋的方式進行線路建設(shè)，在線路掩埋過程中進行相關(guān)的防雷操作，從而加強雷電防護，保證輸電線路的正常運行。

3.3 雷電繞擊對輸電線路的影響

雷電繞擊對輸電線路的影響較大，當(dāng)500kV 輸電線路出現(xiàn)雷電繞擊情況時，雷電可以避開輸電線路上的避雷針等普通避雷裝置對輸電線路造成危害。另外，雷電繞擊情況在較為空曠的線路位置較為常見，偶爾也會發(fā)生在線路布置較為煩瑣的輸電線路中，輸電線路在被雷電擊中時，產(chǎn)生的危害會向輸電線路的兩邊開始傳遞，出現(xiàn)線路閃絡(luò)的情況，嚴(yán)重影響500kV 輸電線路的正常運行。

4 500kV 輸電線路運行中的防雷技術(shù)

4.1 在輸電線路設(shè)計時注意選擇安全方位

500kV 輸電線路的設(shè)計人員在進行輸電線路設(shè)計時，首先要注意選擇安全的方位，應(yīng)做到以下幾點：（1）設(shè)計人員要明確輸電線路的設(shè)計原則，在設(shè)計過程中以保證線路的正常運行為前提，選擇正確的方位；（2）設(shè)計人員要加強對自然環(huán)境的研究，在選擇線路方位時結(jié)合自然環(huán)境的安全性，盡量不要選擇山谷地區(qū)或者是斜坡地區(qū)，從而降低線路被雷擊的概率；（3）設(shè)計人員應(yīng)避免在導(dǎo)電環(huán)境中鋪設(shè)線路，在線路鋪設(shè)過程中要注意分析鋪設(shè)地區(qū)的地下水位，研究地區(qū)的通電性，盡量避免選擇通電性較高的地區(qū)，保證輸電線路運行的安全性和可靠性。

4.2 制定科學(xué)的宏觀防護原則

設(shè)計人員還要制定科學(xué)的宏觀防護原則：（1）設(shè)計500kV輸電線路的骨干網(wǎng)架時，要分析骨干網(wǎng)架所處的關(guān)鍵位置和一旦發(fā)生故障會引起的連鎖反應(yīng)，從而在防雷設(shè)計過程中，將“堵”作為首要防護原則，設(shè)置防止雷擊跳閘的相關(guān)裝置；（2）設(shè)計人員可以采取“N-1”或者“N-2”的準(zhǔn)則進行不平衡差絕緣設(shè)計，降低輸電線路的雷擊率；（3）在輸電線路的通道線路設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要按照“疏堵結(jié)合”的設(shè)計原則，提高線路重合閘的成功率。

4.3 降低鐵塔的接地電阻

降低鐵塔的接地電阻是目前我國高壓輸電線路建設(shè)中的一種有效的防雷方式，在我國500kV 輸電線路的防雷工作中也較為常見。其具體操作如下：（1）設(shè)計人員需要不斷延長輸電線路水平方向的接地線長度，從而有效降低電阻的沖擊系數(shù)，降低雷擊對線路電阻率的影響；（2）設(shè)計人員可以結(jié)合500kV輸電線路的實際情況，采取相應(yīng)的爆破技術(shù)，對線路的地面進行爆破，并在爆破結(jié)束后，利用壓力機線路地面以下的位置中埋入電阻率較小的材料，以此降低地面的電阻率；（3）設(shè)計人員在接地網(wǎng)較為集中的地方也可以利用降阻劑降低線路的接地電阻。

4.4 架設(shè)避雷線

設(shè)計人員也可以在500kV 輸電線路上架設(shè)避雷線，利用避雷線的防雷作用下，最大限度地防止雷電直接沖擊輸電線路，并利用避雷針分流雷擊電流，減少進入輸電線路的電流，降低塔頂電位，最終實現(xiàn)對輸電線路的雷電屏蔽效果，降低感應(yīng)電壓。但是，需要特別注意的一點是，對于500kV 或者500kV 以上的輸電線路，設(shè)計人員在設(shè)置避雷線時應(yīng)裝設(shè)雙重避雷線，如圖1 所示。

圖1 雙避雷線

4.5 架空地線和耦合地線

架空地線也是在500kV 高壓輸電線路中的較為有效的防雷技術(shù)，在實際應(yīng)用的過程中，不僅可以對輸電線路進行分流，降低雷電對輸電線路的危害，還可以實現(xiàn)對500kV 高壓輸電線路導(dǎo)線的耦合，從而有效降低絕緣子電壓，最終實現(xiàn)防雷效果。因此，設(shè)計人員在應(yīng)用架空地線和耦合地線進行500kV高壓輸電線路的防雷操作時，需要結(jié)合實際的架空低線的標(biāo)準(zhǔn)，對每一個階段的500kV 高壓輸電路進行保護[1]。

4.6 適當(dāng)運用高壓送電線路避雷器

由于安裝避雷器使桿塔和導(dǎo)線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓送電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。目前，在全國范圍已使用一定數(shù)量的高壓送電線路避雷器，運行反映較好。

5 結(jié)語

總而言之，500kV 輸電線路在我國電網(wǎng)中的應(yīng)用較為廣泛，因此，設(shè)計人員需要加強對500kV 輸電線路的防雷設(shè)計，在實際建設(shè)過程中，完善各種防雷措施，從而保證500kV 輸電線路的安全穩(wěn)定運行，保障我國國民的生活質(zhì)量。