輸電線路雷害原因分析及防雷措施

林杰歡

廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東惠州 516000

輸電線路雷害原因分析及防雷措施

林杰歡

廣東電網(wǎng)公司惠州供電局，廣東惠州 516000

輸電線路近年來由于受自然環(huán)境不斷變化的影響，尤其是受雷暴天氣的影響較為嚴重。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示目前因雷擊所引發(fā)的輸電線路故障已經(jīng)占輸電線路故障發(fā)生總數(shù)的一半以上，并呈逐年遞增趨勢。為保障電路運行的安全，必須對輸電線路雷害原因進行分析，并采取有效地防雷措施加以預(yù)防。本文主要從輸電線路雷害原因及預(yù)防措施兩個方面加以論述。

輸電線路；雷擊；線路運行

1 雷電與雷擊的簡單認識

雷電在種類上一般可分為直擊雷、感應(yīng)雷和球形雷三種，雷電對輸電線路所造成的破壞主要是由雷電流產(chǎn)生的雷擊所引發(fā)的。然而雷擊主要是由兩種帶不同電荷的云相互撞擊所產(chǎn)生的，或是帶電荷的云層對大地產(chǎn)生的放電作用而產(chǎn)生的。架空輸電線路在附近出現(xiàn)對地雷擊時極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，當(dāng)帶電雷云停留在輸電線路上并進行對地放電時，輸電線路上受靜電感應(yīng)影響所產(chǎn)生并積蓄的大量異性束縛電荷會在雷云放電的作用下掙脫束縛，以自由電荷的形式被釋放到輸電線路兩端。自由電荷的釋放無論是對高壓輸電線路還是低壓輸電線路都會產(chǎn)生上萬伏的過電壓，給供電系統(tǒng)造成極大破壞。

2 輸電線路遭受雷擊跳閘原因

掌握輸電線路遭受雷擊的原因是進行有針對性的防雷措施的前提，輸電線路遭受雷擊的具體原因主要來自四個方面，即線路絕緣子的50%放電電壓；有無架空地線；雷電流強度；桿塔的接地電阻。在雷擊作用下導(dǎo)致輸電線路跳閘的具體原因主要有繞擊和反擊兩種。

通過模擬實驗與輸電線路的具體運行實驗可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致雷電繞擊發(fā)生的主要原因主要與輸電線路所處的具體地理位置，地形、地忙等自然環(huán)境，輸電線路桿塔高度以及避雷線對邊導(dǎo)線的保護角有關(guān)。通過比平地輸電線路了點繞擊發(fā)生機率相比較，山區(qū)地區(qū)雷電繞發(fā)生機率是平原的三倍。山區(qū)地形發(fā)雜，輸電線路架設(shè)不可避免存在跨度大，大高差等問題，同時受山區(qū)地形影響山區(qū)多云雨天氣氣候，種種原因決定了山區(qū)雷電繞擊發(fā)生機率要較平原地區(qū)高得多。

輸電線路反擊成因分析。雷擊桿、塔頂部或避雷線時，雷電電流流過塔體和接地體，使桿塔電位升高，同時在相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。如果升高塔體電位和相導(dǎo)線感應(yīng)過電壓合成的電位差超過輸電線路絕緣閃絡(luò)電壓值，即Uj＞U50%時，導(dǎo)線與桿塔之間就會發(fā)生閃絡(luò)，這種閃絡(luò)就是反擊閃絡(luò)。

3 輸電線路防雷措施

在對雷擊導(dǎo)致的輸電線路跳閘故障發(fā)生的原因有了一定認識的基礎(chǔ)上，便可以針對輸電線路所處不同方位的桿塔采取必要的防雷措施，現(xiàn)階段針對輸電線路采取的具體防雷措施主要有以下幾種：

第一，充分保障輸電線路的絕緣強度。輸電線路絕緣強度的高低直接決定著輸電線路抗雷水平的高低，二者呈正相關(guān)性。要想充分保障輸電線路的絕緣輕度就必須對零值絕緣子加強檢測工作，輸電線路的絕緣子一旦發(fā)現(xiàn)破損要及時更換；

第二，在輸電線路設(shè)計階段盡量控制桿塔避雷線保護角的角度。這種做法的主要原理在于避雷線對導(dǎo)線所產(chǎn)生的屏蔽強弱程度與輸電線路繞擊閃絡(luò)率成反比，所以通過對線路架設(shè)地形、路徑、塔形等相關(guān)內(nèi)容進行綜合分析，對輸電線路避雷線角度的合理設(shè)計，是有效避免輸電線雷害的重要手段；

第三，在輸電線路經(jīng)過的適當(dāng)位置安裝避雷器。輸電線路避雷器對有效預(yù)防雷害有著非常明顯的效果，但受避雷器造價昂貴的影響，全線安裝避雷器根本無法實現(xiàn)，為此就要選擇雷擊發(fā)生幾率比較高的地段進行避雷器安裝，實踐調(diào)查表明雷擊發(fā)生頻率較高的地段主要集中在雷擊區(qū)，即山區(qū)風(fēng)口地帶；四面環(huán)山的低洼盆地地帶；土壤電阻率較低地帶，這些地帶統(tǒng)稱為雷暴走廊。在選擇安裝避雷器地點時，除了要對輸電線路所處地理位置，區(qū)域環(huán)境進行綜合分析外，還要充分結(jié)合當(dāng)?shù)貧v年輸電線路遭受雷害的具體情況，只有這樣才能為避雷器選擇最合理的安放位置，充分發(fā)揮避雷器的防雷功效；

第四，降低桿塔的接地電阻，減少雷擊的發(fā)生幾率。輸電線路雷擊發(fā)生幾率與其接地電阻成反比，當(dāng)出現(xiàn)如下幾點狀況時，輸電線路的接地電阻會有所增加：一是，受自然因素影響，當(dāng)接地體被雨水沖刷，裸露在外無法與土地進行接觸時；二是，化學(xué)降阻劑的使用，隨著時間的推移，化學(xué)降阻劑在外部環(huán)境的作用降阻能力會逐步消退，由此便會導(dǎo)致接地電阻被增大；三是，接地體受外力作用而造成破壞，導(dǎo)致接地電阻被增加；四是，由于施工當(dāng)中采用了化學(xué)性質(zhì)不夠穩(wěn)定的降阻劑，接地體容易被腐蝕，尤其是在PH值小于7的土壤當(dāng)中接線體發(fā)生吸氧腐蝕與電化學(xué)腐蝕的幾率更高，腐蝕情況較為嚴重的容易導(dǎo)致腐蝕斷裂，出現(xiàn)桿塔“失地”現(xiàn)象。

輸電線路的接地電阻與耐雷水平成反比，根據(jù)各基桿塔的土壤電阻率的情況，盡可能地降低桿塔的接地電阻，在運行中應(yīng)加強接地電阻檢測、對不合格電網(wǎng)進行開挖檢查、及時修復(fù)破損地網(wǎng)、采用接地模塊或連續(xù)伸長接地線來保證有良好的接地電阻。盡可能地降低桿塔的接地電阻，這是提高輸電線路耐雷水平的基礎(chǔ)，是最經(jīng)濟、有效的手段。

4 結(jié)論

就輸電線路目前的運行狀況來看，雷擊問題一直是影響輸電線路平穩(wěn)運行的關(guān)鍵。雷擊故障主要來自于天氣的變化，因此雷擊故障發(fā)生的隨機性比較強，要想在輸電線路運行過程中，有效防止雷害問題的出現(xiàn)，就必須對引起雷害的原因進行仔細分析，抓住防雷、抗雷的關(guān)鍵點。基于前文的論述，為防止和減少雷害故障，設(shè)計中我們要全面考慮輸電線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強弱程度、地形地貌特點和土壤電阻率的高低等情況，還要結(jié)合原有輸電線路運行經(jīng)驗以及系統(tǒng)運行方式等，通過比較選取合理的防雷設(shè)計，提高輸電線路的耐雷水平。在運行采用安裝線路避雷器，降低接地電阻等手段加強防雷。雷電活動是一個復(fù)雜的自然現(xiàn)象，需要電力系統(tǒng)內(nèi)各個部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發(fā)生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。

[1]葉海宏.分析輸電線路的防雷設(shè)施及其重要性[J].價值工程，2010.

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[3]郭兆華.關(guān)于輸電線路防雷措施的綜合探討[J].廣東科技，2010.

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1674-6708（2011）57-0061-01