多雷區(qū)輸電線路及變電站防雷保護(hù)

劉世杰

摘要：作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的重要組成部分，輸電設(shè)備的防雷保護(hù)也是我們要克服的難題。因此必須采取適當(dāng)?shù)姆览状胧赃M(jìn)一步確保輸電過(guò)程的安全性能，以降低輸電線路的成本，并確保輸電線路和變電站的正常運(yùn)行。本文首先介紹了防雷保護(hù)的發(fā)展?fàn)顩r，其次闡述了在多雷區(qū)輸電變壓器和變電站防雷保護(hù)的具體措施。

關(guān)鍵詞：多雷區(qū);榆電線路;變電站;防雷保護(hù)

隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，雷擊引起的輸電線路跳閘次數(shù)逐漸增加，這種現(xiàn)象對(duì)輸電線路設(shè)備的安全運(yùn)行產(chǎn)生了很大的影響。輸電線路中的雷電問(wèn)題與安全供電直接相關(guān)。因而，多雷區(qū)輸電電纜以及變電站防雷維護(hù)難題已經(jīng)成為電網(wǎng)密切關(guān)注的熱點(diǎn)。

一、防雷的必要性

變電站與電網(wǎng)供電具有必然聯(lián)系，是電力系統(tǒng)的樞紐。因此，變電站防雷對(duì)于供電領(lǐng)域非常重要。由于變電站直接與架空線路相連，而且線路的絕緣總體水平比變電站電力設(shè)備的絕緣總體水平高，因此沿線路進(jìn)入變電站的雷電波的振幅也非常大，若沒(méi)有完整的保護(hù)，變電站一旦遭到雷擊，能使設(shè)備破損，從而可能到致大面積停電，對(duì)生產(chǎn)及生活帶去巨大損失，導(dǎo)致不良后果，那便對(duì)于防雷保護(hù)措施的要求愈加高。

二、具體的發(fā)展?fàn)顩r

防雷保護(hù)是當(dāng)前輸電線路和變電站亟待解決的問(wèn)題，也是當(dāng)前確保全國(guó)范圍內(nèi)正常供電的關(guān)注點(diǎn)。相對(duì)好的防雷措施可使輸電線路有效抵御雷擊，并進(jìn)一步促進(jìn)變電站的正常運(yùn)行。高壓線上的防雷措施不當(dāng)通常會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)過(guò)載和跳閘。除雷、暴雨外，地形和土壤質(zhì)量也對(duì)電線產(chǎn)生間接影響。傳輸線等級(jí)越高，發(fā)生雷擊的可能性越大。因此，高壓線路非常容易跳閘，變電站中的雷擊比輸電線路更容易受到雷擊，因此，變電站是輸電系統(tǒng)控制的核心。如果出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)地區(qū)的相關(guān)傳輸系統(tǒng)將癱瘓，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的電力中斷。頻繁的雷擊會(huì)對(duì)電源線產(chǎn)生巨大影響。大規(guī)模停電對(duì)普通用戶的正常用電和商店的正常運(yùn)行影響很大。傳輸線不僅需要降低防雷材料的成本，而且還需要提高安全性能并允許傳輸線使用相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。

三、輸電線路防雷保護(hù)措施

1.架設(shè)避雷線

避雷線的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是輸電線路最基本的雷擊防護(hù)，其主要目的是將雷電直接擊中導(dǎo)體，作為輸電線路的第一道雷擊防護(hù)。當(dāng)閃電擊中塔頂時(shí)，避雷針可以轉(zhuǎn)移雷電流，以減少流入塔中的雷電流并降低塔的電勢(shì)。除此之外，導(dǎo)線之上的耦合作用可以降低變壓器絕緣的電壓，導(dǎo)線之上的屏蔽作用都可以減少導(dǎo)線中的感應(yīng)過(guò)電壓。在山區(qū)中，地面的傾斜角度太大，大大削弱了接地線的屏蔽效果。在這方面，可以在塔頂附近安裝放繞擊側(cè)針彌補(bǔ)屏蔽的不足。

2.降低桿塔接地電阻

輸電線路遭受雷擊時(shí)，主要是通過(guò)導(dǎo)線構(gòu)建放電泄流通道，促使地面感應(yīng)雷云中的異種磁場(chǎng)。因而，雷擊與接地裝置的完整性直接相關(guān)。對(duì)典型高度的桿塔，提升電纜的防雷總體水平的有效辦法是減少桿塔的接地電阻。在土壤電阻較低的地區(qū)，有必要充分利用電線桿和電塔的自然接地電阻。在土壤電阻較高的地區(qū)，如果很難降低接地電阻，可以使用多個(gè)放射性接地體，或者可以使用連續(xù)延伸的接地體，也可以使用降阻劑來(lái)降低接地電阻。另外，接地體可以由熱鍍鋅鋼材制成，以解決由于腐蝕和焊接斷裂引起的接地不良，接地電阻增大的問(wèn)題，以延長(zhǎng)接地體的使用壽命。根據(jù)狀態(tài)維護(hù)測(cè)試的要求，應(yīng)對(duì)變電站和大跨度桿塔每年進(jìn)行接地電阻測(cè)量。當(dāng)接地電阻顯著增加或明顯超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)及時(shí)組織接地網(wǎng)開(kāi)挖檢查。

3.架設(shè)耦合地線

在高接地電阻的山區(qū)，電線桿和鐵塔所處的工程地質(zhì)前提差、土壤電阻率中較高，可以在導(dǎo)線下方添加耦合接地線。添加耦合的地線不會(huì)降低繞擊率，但是當(dāng)塔架遭受雷擊時(shí)，它可以用作分流器和耦合器，從而降低塔架的絕緣電壓并提高線路的防雷等級(jí)。操作經(jīng)驗(yàn)表明，耦合的接地線對(duì)降低雷擊跳閘率有顯著作用。

4.裝設(shè)自動(dòng)重合閘

由于線路絕緣是自恢復(fù)的，因此跳閘和雷擊產(chǎn)生的大多數(shù)工頻電弧在線路跳閘后會(huì)立即消失，從而造成永久性損壞和劣化。因此，自動(dòng)重合閘的安裝效果需發(fā)揮到最好。在中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，經(jīng)驗(yàn)表明，大多數(shù)雷擊是由于單相對(duì)故障造成的，因此可以使用單相重合閘來(lái)減少保護(hù)裝置的工作量。

四、變電站的防護(hù)

1.變電站的進(jìn)線防護(hù)

為了限制通過(guò)接地裝置的雷電流的波幅及雷電波的范圍，有必要維護(hù)變電站的進(jìn)線。當(dāng)傳輸線中發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，波導(dǎo)線將移至變電站，其起幅值為傳輸線絕緣子的脈沖擊穿電壓的50%。傳輸線的沖擊耐壓遠(yuǎn)高于變電站設(shè)備的耐壓。因此，在變電站附近的輸入線上安裝避雷針是避雷的主要手段。如果未安裝防雷保護(hù)線，則在發(fā)生雷擊時(shí)不可避免地會(huì)損壞保護(hù)線。

2.變電站對(duì)侵入波的防護(hù)

防止入侵波侵入變電站的主要措施是在輸入線路上安裝一個(gè)閥門避雷器。閥式避雷器的基本組件是火花間隙和非線性電阻。目前，SFZ系列閥門避雷器主要用于中型變電站的電力設(shè)備維護(hù)，F(xiàn)S系列閥門避雷器主要用于小容量配電設(shè)備的維護(hù)。

3.變壓器的防護(hù)

在變壓器附近安裝避雷器是保護(hù)變壓器的基本措施，可以防止雷擊損壞線路絕緣層。安裝避雷器時(shí)，電線的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，使其盡可能靠近變壓器，并減小連接電線中雷電流的壓降。同時(shí)，避雷器的接線必須連接到變壓器的金屬外殼，并且中性點(diǎn)必須連接到低壓側(cè)，以有效降低變壓器被雷擊的可能性。為了維護(hù)電源及電力設(shè)備，必須在變電站的主母線及分段母線的每組中加裝閥式避雷器。每組避雷器的最短連接處為變電站的通用接地網(wǎng)絡(luò)，并且避雷器的安裝位置應(yīng)盡可能位于保護(hù)裝置的中央。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于自然界中的雷電現(xiàn)象，我們束手無(wú)策，但是我們可以人為地降低由雷電引起的輸電線路及變電站問(wèn)題。在每天用電的過(guò)程中，防雷保護(hù)非常重要。因此，未來(lái)有關(guān)雷電防護(hù)的研究可以更好地與實(shí)際環(huán)境相結(jié)合。一方面，它可以降低安裝技術(shù)的成本。另一方面，可以保證避雷針技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

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