輸電線路防雷保護和運行對策

段樹濤

摘要：隨著人類社會的進步和經(jīng)濟技術(shù)的革新，電力資源得到了廣泛的運用。隨著電力線路的普及，電力安全事故逐年增多。特別是雷擊，致使電力保護建設面臨嚴峻的考驗，事故的造成導致大量的人力物力損害，增加了勞動強度。如何有效地防雷保護是當前亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷保護;新方式

一、雷電對輸電線路的影響

電網(wǎng)中的事故以輸電線路的故障占大部分，輸電線路的故障又以雷擊跳閘占的比重較大，尤其是在山區(qū)輸電線路中，線路故障基本上是由于雷擊跳閘引起的，據(jù)運行記錄，輸電線路的供電故障一半是雷電引起的，所以防止雷擊跳閘可降低輸電線路故障，進而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。

1、感應雷過電壓。雷擊線路周圍地面或線路桿塔時，會出現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，從而在導線上引發(fā)過電壓，增大導線中的電流，產(chǎn)生一種嚴重威脅人身財產(chǎn)安全的“高壓線”。因主放電自身速度的原因，會在導線兩側(cè)運動并產(chǎn)生一種感應過電壓波，這種感應過電壓會在瞬間把線路變成為“高壓線”。針對這種現(xiàn)象，在設置電纜時，最好把電纜埋入地下，而不是利用架空方式來預防感應雷，同時還應增設相應的室內(nèi)線路防雷設施，加設專門弱電保護裝置。

2、直擊雷過電壓。雷電直接擊中線路即是直擊雷過電壓，這時會有很多雷電經(jīng)導線帶來電壓變化，在雷電直擊方位會造成電位上升。直擊雷過電壓會帶來許多嚴重危害，例如熱效應及電效應等，會給輸電線路帶來嚴峻的損壞，甚至會造成不必要的人員傷亡，所以在輸電線路設置工作中，為了防止直擊需布設很多避雷針，利用避雷針加強對雷擊的引導，從而對屏蔽起到積極的作用。

二、輸電線路防雷保護的重要性

1、輸電線路是電力系統(tǒng)的主動脈。在整個電力系統(tǒng)中，輸電線路可看作是主動脈。由于輸電線路線路長度較長，而且其分布廣泛，在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。正是由于輸電線路在整個電力系統(tǒng)中發(fā)揮著主動脈的作用，所以需重視其防雷保護，這樣才能保障整個電力系統(tǒng)的安全運行。

2、輸電線路遭受雷擊后果嚴重。輸電線路的正常運行關(guān)系到整個電力運輸系統(tǒng)和使用系統(tǒng)的安全，而且這些輸電線路分布較廣泛，線路較長，并且這些輸電線路所經(jīng)過的外部環(huán)境較惡劣，從而導致整個輸電線路遭受雷擊的可能性較大。輸電線路被雷電擊中后，就會導致跳閘事故，影響電能的正常供應。此外，輸電線路遭受雷電后，整個線路及一些開關(guān)設備有可能也受到損壞，更嚴重的情況是變壓站內(nèi)的設施也被殃及，給電力企業(yè)造成巨大的損失。因此，需重視對輸電線路的防雷保護。

三、輸電線路防雷原理

1、合理選擇路徑。雷電對線路的影響包括線路附近區(qū)域的地理位置、地貌、天氣情況、雷暴日等，這些因素會對電線的工作環(huán)境造成影響。因此，防雷設計前，要先調(diào)查清楚當前地區(qū)的實際情況，然后分析收集到的氣象資料，盡量避開山谷、密林、河流、山峰等雷電多發(fā)區(qū)域，降低雷擊現(xiàn)象的發(fā)生頻率。

2、防雷措施。我國市面上使用的防雷措施有架設避雷線、降低桿塔接地電阻、安裝避雷設備、加強線路絕緣及裝設耦合地線，這些措施能提高線路的絕緣等級或增強雷電流泄流效果，提升線路的避雷效果。當設計人員確定線路路徑后，其需使用防雷措施降低電磁場、強電流、熱效應的危害，利用接地線將電流引導進地面中，避免輸電線路損壞。防雷設施的設計與雷擊強度、電流峰值及整定電流相關(guān)，也受到電阻、避雷線等設備參數(shù)的影響。

3、安裝繼電保護裝置。繼電保護裝置可對線路進行有效保護，能合理控制雷擊的影響范圍，從而達到減小停電范圍的效果。自動重合閘的合理選用，有助于線路在遭受雷擊跳閘后迅速恢復。由于線路絕緣具有恢復功能，大多數(shù)雷擊造成的沖擊閃絡和工頻電弧在線路跳閘后迅速去電離，線路絕緣不會發(fā)生永久性損壞和劣化，自動重合閘效果好。

4、“疏導式”防雷保護。我國避雷設施的核心策略為努力提升線路的雷電抵抗能力，降低雷電跳閘帶來的威脅。電網(wǎng)企業(yè)將雷電跳閘率作為衡量防雷措施效果的重要標準，防雷保護較多的采用“堵塞型”防雷方式，這種方法主要應用在電源較少、電網(wǎng)薄弱的環(huán)境中，但在一些電源較多的線路中使用效果卻并不理想。

四、輸電線路新防雷方式

1、新型輸電線路架構(gòu)設計。隨著電力工程技術(shù)發(fā)展，新型輸電線路架構(gòu)形式在安全性和輸電效率方面有很大改進，同時受社會供電量需求增長的影響，以往的輸電線路架設方式已達不到當前智能電網(wǎng)建設的需要，而且整體防雷能力也有顯著不足，所以應在現(xiàn)有線路基礎上予以改造，實現(xiàn)輸電線路架構(gòu)的優(yōu)化，使其在達到更高輸電能力的同時兼顧防雷安全性要求。

2、可控放電避雷針技術(shù)。盡管線路避雷針的設計能減輕雷擊所帶來的線路損傷，但僅能針對單一方向的雷擊電流，缺乏靈活性，在部分環(huán)境中達不到良好的避雷效果。而新型的可控放電避雷器，其具有自主放電的特點，在防雷方面更加靈活，環(huán)境適應性也顯著改善。

3、引用無源電暈場驅(qū)雷器。無源電暈場無源驅(qū)雷器是利用金屬多短針形成的“似尖端效應”，使電暈場驅(qū)雷器周圍的環(huán)境電場遠高于被保護目標物，但低于傳統(tǒng)避雷針，從而使被保護物體處于相對安全的狀態(tài)。這種驅(qū)雷器的結(jié)構(gòu)由許多放電極短針尖端組成的球面，下面是一個支撐座，當雷暴云來時雷云電場達到空氣擊穿閾值時，驅(qū)雷器電暈艙及尖端產(chǎn)生高達30mc/s電暈離子，在驅(qū)雷器及其被保護物體上方形成電暈離子層。覆蓋在被保護目標上的電暈離子層抑制上行正先導的始發(fā)，從而減少接閃的可能性，更大程度地保護目標物不被雷擊。同時，電暈離子層離子在雷云電場作用下不斷向上擴散，與雷云電荷相互作用，使云-地極板等效為漏電環(huán)電容，有效抑制雷云充電至放電擊穿水平，削弱了雷云下行先導的發(fā)展速度及強度，阻礙雷云放電通道建立。眾所周知，雷暴的形成到泄放消失大約30～60min的時間，半個小時后雷暴云就隨著大風消散遠去，實現(xiàn)“非引雷入地”防雷。這種防雷方式是近年來的新產(chǎn)品，擁有了國家發(fā)明專利及相應實驗室的認可。最重要的是在國網(wǎng)輸電線路上已得到應用，而且在關(guān)鍵線路起到了相當好的效果，能減少經(jīng)常跳閘的線路。

參考文獻

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