架空輸電線路防雷技術(shù)研究

徐繼亮

摘要：由于架空輸電線路的線路長度較長，桿塔數(shù)量較多，途徑的地形復雜，常常經(jīng)過雷暴多發(fā)區(qū)段，所以對于架空輸電線路的防雷措施進行研究，具有重要的意義。本人結(jié)合設計手冊及設計規(guī)范對絕緣配合與防雷設計進行簡要分析，因此，本文就架空輸電線路防雷技術(shù)研究進行了分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路;防雷技術(shù);分析報告

隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，電力系統(tǒng)的防雷結(jié)構(gòu)也得到了有效的完善，電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行能夠為人們帶來穩(wěn)定的供電，因此電力系統(tǒng)的安全程度也成為了人們?nèi)找骊P(guān)心的重點之一，然而受其他因素影響，電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行仍然存在著許多挑戰(zhàn)，除電力機械故障和電力系統(tǒng)故障外，許多其他因素也能夠嚴重的影響電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，其中之一就是雷害因素，雷擊能夠影響電力系統(tǒng)正常的安全運行，為了應對雷害對電力設施的影響，世界各個國家都對保護電力系統(tǒng)投入了大量的人力物力進行研究，其中之一的研究方向就是從絕緣配合方面入手預防雷害，本文以架空輸電線路絕緣配合與防雷設計為探討內(nèi)容，提出防雷建議，并對該觀點加以分析。

一、故障的主要類型

一種為雷直擊桿塔故障，由于架空輸電線路的日常運行維護的需要，在長長的線路走廊中，經(jīng)常會跨越低壓線路、通訊線路、公路、江河、樹木等，需要將桿塔建設的盡量高一些，這樣有利于日常的運行穩(wěn)定性和安全性。桿塔的高度比較高，又獨立的聳立在荒野上，很容易遭受到雷擊現(xiàn)象。當雷電擊中桿塔，并且瞬間擊穿絕緣子時，就會造成單相接地的線路跳閘故障。二種為雷直擊導線故障，雷電繞過避雷線的屏蔽作用，擊中導線，使得絕緣子發(fā)生閃絡現(xiàn)象，引發(fā)線路跳閘故障，這種閃絡故障也叫繞擊閃絡故障。三種為雷擊線路周邊故障，雷擊過程中，擊中架空輸電線路周邊區(qū)域時，可能造成架空輸電線路形成瞬時間的感應過電壓，過大的感應過電壓產(chǎn)生極大的電荷量，擊穿絕緣子，造成絕緣子閃絡故障。

二、雷擊跳閘影響因素分析

1.線路回數(shù)

根據(jù)省運檢分公司的數(shù)據(jù)顯示，到2017年11月為止，在所有檢修的83條、5776.611km線路中，單回路線路共發(fā)生15次雷擊跳閘，其中13次繞擊，2次反擊，雷擊跳閘率每百公里0.525次;雙回路線路共發(fā)生2次雷擊跳閘，其中1次繞擊，1次反擊，雷擊跳閘率百公里0.068次。由此數(shù)據(jù)可見，同塔情況下，無論是雷擊跳閘次數(shù)還是雷擊跳閘率，雙回路線路都明顯少于單回路線路，但是雷擊的不確定性和不可預測性，依然使雷擊跳閘率存在極大的不可控性。除此之外，在2017年中，共發(fā)生3次雷擊同跳，重合閘成功率100%。

2.塔型

根據(jù)省運檢分公司的數(shù)據(jù)顯示，到2017年11月為止，在所有架空輸電線中，220kV～1000kV線路共計83條，長度總計5776.611km，塔型以耐張桿塔、直線桿塔為主，其中耐張桿塔3168基，直線桿塔13083基，前者共發(fā)生雷擊跳閘5次，后者12次，考慮到桿塔建設基數(shù)相差較大的實際情況，所以耐張桿塔與直線桿塔發(fā)生雷擊跳閘次數(shù)不能進行單純比較，由此得出的易受雷擊跳閘結(jié)論存在一定的片面性。

3.安全技術(shù)措水平有限

一些配電線路裝置還無法契合相關(guān)設計的有關(guān)條例標準，沒有按照現(xiàn)實的規(guī)定裝配針對性的防雷設備，一些10kV配電線路裝置在接地設計過程中，務必要全方位考量防雷的安全手段，或者還沒有按照區(qū)域性劃分的特征來推行具有針對性的防雷對策建議。

4.擇選普通型合成絕緣子所產(chǎn)生的問題

相關(guān)的工作人員在擇選絕緣子類型的過程之中，通常都會由于合成絕緣子養(yǎng)護及核驗強度不高，所以主網(wǎng)線路在多雷的范圍會運用諸多普通型合成絕緣子。因為合成絕緣子的兩側(cè)都壓環(huán)，導致出現(xiàn)部分的空氣縫隙，讓它的防御雷擊的能力比相同類型裝配高度的瓷絕緣子要低。按照有關(guān)的條例規(guī)定，可以知道，在雷擊頻頻發(fā)生的空間范圍，普通合成絕緣子不適用。

三、線路防雷的技術(shù)措施

1.搭設避雷線

搭設避雷線是輸電線路之中，防御雷擊萬體的關(guān)鍵手段之一。通常來說，避雷線的首要效用就體現(xiàn)在避免雷直擊到導線之中，而且還具備分散電流方面的效用，由此降低經(jīng)由桿塔的雷電流，同時拉低塔頂?shù)碾娢?。相關(guān)的電力工作者有效地利用對導線的耦合效用，能夠在很大程度上降低線路絕緣子的整體電壓;由此產(chǎn)生對導線的屏蔽方面的效用還可以有效地減少流經(jīng)導線過程中的過電壓。一般而言，線路之中的電壓越大，運用其避雷線所呈現(xiàn)的結(jié)果就越符合預期，同時避雷線所需要的投入成本不高，具有很強的經(jīng)濟性。根據(jù)有關(guān)的條例指明，220kV之上電壓層級的輸電線路務必要提供全線搭建避雷線處理，而在110kV的線路之中通常也需要提供全線搭設避雷線處理。不僅如此，致力于有效地提升避雷線對導線的抗干擾成效，降低繞擊的比重，避雷線導線的保護角一定要盡可能地低，如在500kV或以上的超高壓情況之下，相關(guān)的工作人員都需要搭設好一系列的雙避雷線，保護角通常處在15?之下。在一些偏遠的山地丘陵地區(qū)，還需要運用小的保護角。

2.減少桿塔接地的電阻

對于普通的桿塔，相關(guān)的工作人員去減少桿塔接地電阻，這就是為了有效地提升電力線路的耐雷水準，避免出現(xiàn)反擊等問題，通常這也是比較常見的一種防雷手段。土壤電阻率比較低的區(qū)域，相關(guān)的工作人員需要全面地運用桿塔自然電阻，選取和線路彼此平行的地線手段，地線和導線的耦合效用能夠在很大程度上減小絕緣子串之中的電壓數(shù)值，讓防控雷擊問題的能力上升。一般來說，如果土壤的電阻率相對很高，該地域就可以運用部分的降阻劑，在運用完降阻劑之后，此時的接地電阻會伴不斷地減少，同時因為其pH值通常浮動在7.7～8.6區(qū)間，部分展現(xiàn)出了中性略偏堿的屬性，由此就會對接地體產(chǎn)生一定的鈍化維護效用，所以通常狀況下不會產(chǎn)生侵蝕方面的問題。值得注意的是，對于部分正處在地勢高低起伏，即地面不平坦的區(qū)域，其接地電阻通常都來自高等級線路的桿塔。相關(guān)的工作人員都在逐步地運用一項較為先進化的接地模塊，其高效地提升了接地體的整體空間，由此就能很好地優(yōu)化了接地電的最終成效。

3.合理規(guī)劃輸電線路的錄井

通過合理對輸電線路的路徑進行規(guī)劃，可以有效防止雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在實際進行高壓輸電線路建設之前，應該做好實地考察工作，根據(jù)外界環(huán)節(jié)因素，如對當?shù)氐牡乩怼夂?、生活條件等進行綜合考慮，然后形成一個最優(yōu)方案，降低雷擊發(fā)生的可能性。雖然當前對雷擊現(xiàn)象的研究還處于進行階段，還無法完全摸清雷擊的發(fā)生規(guī)律，但憑借工作人員多年的經(jīng)驗，還是可以判斷出哪些地方發(fā)生雷擊的可能性會高一些。在進行線路設計的過程中，可以避免在這些位置架設高壓線路，降低線路遭受雷擊的可能性。例如上風向的風口地帶、茂密的森林、大型水庫等都是雷擊現(xiàn)象頻繁發(fā)生的地方，在架設高壓線路的過程中，應該盡量避開這些區(qū)域，最大程度避免雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，還應該盡量避開重冰區(qū)和微氣象區(qū)。

結(jié)束語

造成架空輸電線路受到雷擊而誘發(fā)跳閘問題的誘因極其地豐富，同時也具備不小的繁雜程度，輸電線路防雷手段的設置即使得線路防雷效果的最大化，最終減少線路出現(xiàn)雷擊跳閘的整體筆者。因此，在實際的線路桿塔設計、運行、改造過程中，應該根據(jù)實際情況，具體問題具體分析，探求和實施一個最優(yōu)的防雷方案。同時在架空輸電線路運維過程中，充分利用雷電定位系統(tǒng)等新技術(shù)、新方法，進行雷擊故障點的輔助查找，將可以起到事半功倍的效果。

參考文獻

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