淺析輸電線路防雷保護(hù)與運(yùn)行對(duì)策

孔令宇

摘要：在電力系統(tǒng)中，輸電線路的防雷問(wèn)題較為突出。電網(wǎng)因雷電引起的故障占有相當(dāng)大的比例，基本上2/3的輸電線路故障是由于雷擊造成的。特別是在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜的山區(qū)，雷擊輸電線路而引起的故障率更高，影響供電安全與可靠性，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響。因此，我們必須采取措施做好線路的防雷工作，提高輸電線路的耐雷水平，降低線路跳閘率，保證輸電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸電線路;防雷保護(hù);運(yùn)行對(duì)策

1輸電線路防雷保護(hù)方法

目前，我國(guó)輸電線路防雷保護(hù)主要有以下幾個(gè)方面：合理選擇線路路徑;架設(shè)避雷線;降低桿塔接地電阻;在部分地段裝設(shè)避雷器;提高線路整體絕緣水平。

這幾種方法在目前的輸電線路防雷保護(hù)中運(yùn)用得非常多，在線路路徑受地形和投資限制，選擇范圍不大的情況下，架設(shè)避雷線，降低桿塔接地電阻、裝設(shè)避雷器、提高線路絕緣水平成為防雷設(shè)計(jì)的主要方法。避雷線、桿塔接地電阻、避雷器、線路絕緣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在各類規(guī)程和技術(shù)規(guī)范都有較為詳細(xì)的闡述。

在選擇設(shè)計(jì)輸電線路的防雷設(shè)施時(shí)，應(yīng)按照當(dāng)?shù)氐睦埸c(diǎn)活動(dòng)情況、系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式、輸電線路的絕緣情況、有無(wú)自動(dòng)重合閘或備用自投裝置、負(fù)荷的重要程度等各項(xiàng)條件來(lái)綜合考慮，并按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果來(lái)做出決定采用最佳保護(hù)方案。

在輸電線路防雷保護(hù)中，必須緊密結(jié)合當(dāng)前電力生產(chǎn)和建設(shè)中的課題，不斷收集和積累各種數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)?？偨Y(jié)防雷保護(hù)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出新的更加有效地保護(hù)技術(shù)措施，制造相應(yīng)的保護(hù)裝置，以滿足不斷發(fā)展的電網(wǎng)要求。

輸電線路防雷保護(hù)工作必須一切從實(shí)際出發(fā)，要充分聽(tīng)取各種意見(jiàn)，科研、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行部門(mén)應(yīng)緊密結(jié)合，通力協(xié)作，根據(jù)當(dāng)?shù)乩纂娀顒?dòng)情況和電力網(wǎng)的具體特點(diǎn)等，進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，保證防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)方案技術(shù)先進(jìn)、方案合理。

2輸電線路的防雷措施

2.1降低桿塔接地電阻

降低桿塔接地電阻是最直接、最有效的防雷措施之一。接地電阻阻值的高低是影響桿塔頂電位高低的關(guān)鍵性因素。桿塔接地電阻如果過(guò)大，雷擊時(shí)易使桿塔頂電位升高，對(duì)線路產(chǎn)生反擊。若接地電阻滿足要求，則雷電波侵入時(shí)，絕大多數(shù)雷電流將沿著桿塔泄導(dǎo)入大地，不致破壞線路絕緣，從而保證線路的安全運(yùn)行。

2.2裝設(shè)線路避雷器

對(duì)于雷電活動(dòng)特別頻繁區(qū)域，應(yīng)廣泛使用線路避雷器。它與絕緣子串并聯(lián)在桿塔上，因其殘壓低于絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓，因此，當(dāng)桿塔和導(dǎo)線電位超過(guò)避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器就加大分流，保證絕緣子不閃絡(luò)。避雷器的選型，10kV、35kV線路由于間隙不易實(shí)現(xiàn)絕緣配合，采用帶脫離器的無(wú)間隙避雷器，通過(guò)脫離器動(dòng)作達(dá)到免維護(hù)，避雷器故障損壞后，脫離器會(huì)迅速動(dòng)作，將故障避雷器從輸電系統(tǒng)中退出，及時(shí)消除系統(tǒng)永久接地并為故障避雷器提供明顯標(biāo)識(shí)。110kV及以上電壓等級(jí)線路選擇采用帶間隙的線路避雷器，正常工作時(shí)，90%的壓降在間隙上，10%的壓降在閥片，閥片上的荷電率低，閥片不易老化，從而達(dá)到免維護(hù)的目的。

2.3架設(shè)避雷線

在輸電線路防雷保護(hù)中，效率最高的方法就是架設(shè)避雷線，不但能夠避免導(dǎo)線遭雷直擊，避雷線還具有下述作用：屏蔽導(dǎo)線，減小導(dǎo)線上感應(yīng)過(guò)電壓;耦合導(dǎo)線作用控制線路絕緣子電壓;分流能夠降低塔頂電位，并降低流過(guò)桿塔的雷擊電流，避免線路發(fā)生閃絡(luò)。一般全線架設(shè)避雷線的方式應(yīng)用于110kV電壓等級(jí)以上的輸電線路，220kV及以上線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線，兩根避雷線間的距離不應(yīng)超過(guò)導(dǎo)線與避雷線間垂直距離的5倍。保護(hù)角一般取20°～30°，330kV及220kV一般采用20°左右，500kV一般不大于15°。

2.4架設(shè)耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時(shí)，可以在導(dǎo)線下方增加一條架空地線，稱為耦合地線。其作用是增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓;此外，耦合地線還可以使該基桿塔地網(wǎng)與相鄰桿段的地網(wǎng)得到良好的連接，相當(dāng)于埋設(shè)了連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，增加對(duì)雷電流的分流作用。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，耦合地線對(duì)減少雷擊跳閘率效果是顯著的，一些經(jīng)常遭受雷擊的線路在加裝了耦合地線后，線路雷擊跳閘率降低40-50%左右。。

2.5采用不平衡絕緣方式

在高壓及超高壓線路中，同桿架設(shè)的雙回線路較多，當(dāng)采用通常的防雷措施尚不能滿足要求時(shí)，可采用不平衡絕緣方式來(lái)降低雙回路雷擊同時(shí)跳閘率。不平衡絕緣的原則是使二回路的絕緣子串片數(shù)有差異，雷擊時(shí)絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對(duì)另一回導(dǎo)線的耦合作用，提高了另一回路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò)以保證另一回路導(dǎo)線可繼續(xù)供電。

2.6裝設(shè)自動(dòng)重合閘

由于雷擊造成的閃絡(luò)大多能在跳閘后自行恢復(fù)絕緣性能，所以重合閘成功率較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)110kV及以上高壓線路重合閘成功率為75%～90%;35kV及以下線路約為50%～80%。因此，各級(jí)電壓的線路應(yīng)盡量裝設(shè)自動(dòng)重合閘。

2.7加強(qiáng)絕緣

絕緣子的性能直接影響到線路的耐雷水平。對(duì)運(yùn)行中的絕緣子應(yīng)按規(guī)程要求定期對(duì)零值絕緣子進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不合格的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，并對(duì)絕緣子的劣化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，確保線路絕緣子始終滿足運(yùn)行要求。

對(duì)于一些雷擊頻繁地區(qū)，可采取一些有針對(duì)性的措施，適當(dāng)加強(qiáng)線路的絕緣配合，以提高其耐雷水平，通常情況下110kV線路單串懸垂絕緣子串的絕緣子為7片，單串耐張絕緣子串的絕緣子為8片，正常情況下均能滿足防雷要求。但為了進(jìn)一步增強(qiáng)線路的耐雷水平，提高絕緣子串的50%沖擊閃絡(luò)電壓值，每串絕緣子串可適當(dāng)增加1片。實(shí)踐證明，一些增加了1片絕緣子的線路投入運(yùn)行后，耐雷水平大大增強(qiáng)，很少發(fā)生雷擊跳閘事故。

對(duì)高桿塔，規(guī)程規(guī)定，全高超過(guò)40m有避雷線的桿塔，每增高10m應(yīng)增加一片絕緣子，全高超過(guò)100m的桿塔，絕緣子數(shù)量應(yīng)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算確定。

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，提高輸電線路防雷水平，減少雷擊對(duì)電力設(shè)備的損壞，降低雷擊跳閘率，對(duì)保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠供電具有重大意義。綜上所述，在輸電線路防雷保護(hù)中，必須緊密結(jié)合當(dāng)前電力生產(chǎn)和建設(shè)中的課題，不斷收集和積累各種數(shù)據(jù)和資料，經(jīng)常總結(jié)防雷保護(hù)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出新的更加有效的保護(hù)技術(shù)措施，以滿足不斷發(fā)展的電網(wǎng)需要。

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